JPH02162206A - 光ディスクの検査光学系 - Google Patents
光ディスクの検査光学系Info
- Publication number
- JPH02162206A JPH02162206A JP31737588A JP31737588A JPH02162206A JP H02162206 A JPH02162206 A JP H02162206A JP 31737588 A JP31737588 A JP 31737588A JP 31737588 A JP31737588 A JP 31737588A JP H02162206 A JPH02162206 A JP H02162206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- laser beam
- disk
- pit
- spot diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9506—Optical discs
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
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。
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］
この発明は、光ディスクの検査装置に使用する光学系に
関し、詳細には光ディスクの原盤又はスタンバの検査光
学系に関するものである。
関し、詳細には光ディスクの原盤又はスタンバの検査光
学系に関するものである。
［従来の技術］
最近開発が進んでいる光ディスクは、極めて高密度の情
報データが記録できるもので、記録方式には記録膜に情
報ピットを穿孔するもの、あるいは光の相変化を利用す
るものに分類されるが、ピット方式は、第３図（ａ）、
（ｂ）に示すように、プラスチック材又はガラス材のデ
ィスク１の表面に多数の同心円のトラックｌａを設け、
これに情報ピット１ｂを穿孔するもので、図（ｅ）はデ
ィスクの垂直断面を示す。情報ピットの読み出しにおい
ては、図（ｄ）のように、レーザビームＢを投受光レン
ズ２により光ディスク１の裏面より照射して情報ピント
面にスポットを形成し、その反射光の変化により情報を
読み出す。裏面よりレーザビームを照射する理由は、図
示しないが光ディスク１の表面には不透明な保護膜が塗
布されているのでピットを検出し難いからである。
報データが記録できるもので、記録方式には記録膜に情
報ピットを穿孔するもの、あるいは光の相変化を利用す
るものに分類されるが、ピット方式は、第３図（ａ）、
（ｂ）に示すように、プラスチック材又はガラス材のデ
ィスク１の表面に多数の同心円のトラックｌａを設け、
これに情報ピット１ｂを穿孔するもので、図（ｅ）はデ
ィスクの垂直断面を示す。情報ピットの読み出しにおい
ては、図（ｄ）のように、レーザビームＢを投受光レン
ズ２により光ディスク１の裏面より照射して情報ピント
面にスポットを形成し、その反射光の変化により情報を
読み出す。裏面よりレーザビームを照射する理由は、図
示しないが光ディスク１の表面には不透明な保護膜が塗
布されているのでピットを検出し難いからである。
Ｌ記の反射光の変化を検出する一つの方法として、ピッ
）ｌｂの深さｄをレーザビームＢの波長の約１／４とし
、ピット１ａによる反射光とピット外の部分の反射光の
位相差が２分の１波長となって打ち消し合い、その合成
ビームの強度が低下してピットを検出する方法が行われ
ている。ここで、レーザビームＢがディスク基板を通過
するとき、プラスチック材又はガラス材の屈折率ｎｐに
より速度が低下し、空気中の波長λｂがｎｐ分の１に短
縮される。従って、ピットの深さｄを短縮された波長λ
ｂ／ｎｐの１／４とするが、又は与えられたｄの４倍が
λｂ／ｎＰとなる波長を使用するものである。
）ｌｂの深さｄをレーザビームＢの波長の約１／４とし
、ピット１ａによる反射光とピット外の部分の反射光の
位相差が２分の１波長となって打ち消し合い、その合成
ビームの強度が低下してピットを検出する方法が行われ
ている。ここで、レーザビームＢがディスク基板を通過
するとき、プラスチック材又はガラス材の屈折率ｎｐに
より速度が低下し、空気中の波長λｂがｎｐ分の１に短
縮される。従って、ピットの深さｄを短縮された波長λ
ｂ／ｎｐの１／４とするが、又は与えられたｄの４倍が
λｂ／ｎＰとなる波長を使用するものである。
光ディスクの製造においては、ガラス基板にホトレジス
トを塗布し、レーザビームにより情報を記録し、これを
現像してピットが穿孔された原盤を作成する。原盤の表
面に対してニッケルメッキを施し、これを剥がしてスタ
ンパかえられ、スタンパを母型とし、プラスチック材又
はガラス材をプレスして光ディスクが複製される。もし
、原盤又はスタンパの情報ピットに欠陥があるときは、
複製されるすべての光ディスクに同様の欠陥が複製され
るので、原盤とスタンパの検査は極めて重要であり、こ
のための検査装置が開発されている。
トを塗布し、レーザビームにより情報を記録し、これを
現像してピットが穿孔された原盤を作成する。原盤の表
面に対してニッケルメッキを施し、これを剥がしてスタ
ンパかえられ、スタンパを母型とし、プラスチック材又
はガラス材をプレスして光ディスクが複製される。もし
、原盤又はスタンパの情報ピットに欠陥があるときは、
複製されるすべての光ディスクに同様の欠陥が複製され
るので、原盤とスタンパの検査は極めて重要であり、こ
のための検査装置が開発されている。
第４図（ａ）は、ガラスよりなる光ディスクの原盤又は
ニッケルのスタンパ（以下両者を被検査ディスクという
）の検査装置の光学系を示すもので、被検査ディスク３
に対して表面の上方より、投受光レンズ２により波長λ
ｂのレーザビームＢを照射する。前記した第２図（ｄ）
におけるピットの読み出しにおいては、ディスクｌの裏
面からレーザビームＢを照射したのに対して、この場合
は表面より照射する理由は、スタンパが金属にニッケル
）であるので、裏面からはピットが検出できないからで
あり、同一の光学系を原盤に対しても共用するものであ
る。
ニッケルのスタンパ（以下両者を被検査ディスクという
）の検査装置の光学系を示すもので、被検査ディスク３
に対して表面の上方より、投受光レンズ２により波長λ
ｂのレーザビームＢを照射する。前記した第２図（ｄ）
におけるピットの読み出しにおいては、ディスクｌの裏
面からレーザビームＢを照射したのに対して、この場合
は表面より照射する理由は、スタンパが金属にニッケル
）であるので、裏面からはピットが検出できないからで
あり、同一の光学系を原盤に対しても共用するものであ
る。
［解決しようとする課題］
さて、Ｌ記の表面に対するレーザビーム照射方式におい
ては、被検査ディスク３の表面は空気に接しているので
、レーザビームＢの波長λｂは短縮されない。従って、
波長λｂを使用するときは、ピッ）ｌｂの深さｄに対し
て１／４波長の条件が成立せず、ピットの検出が十分で
ない。これを第４図（ｂ）の曲線により説明する。図に
おいて、横軸はピットの深さｄを、短縮された波長λｂ
／ｎｐを単位として表し、縦軸はｄに対する反射光の変
調度ｍ（前記の合成ビームの強度が０のときを１とする
）を表す。裏面より照射した場合の曲線Ｃにおいては、
ｍはｄがλｂ／４ｎｐの点（イ）において最大の１とな
り、両側で漸次低下する。これに対して、表面側より！
！（１射した場合の曲線りでは、λｂ／４ｎｌ）におい
ては、点（ロ）のようにｍは１よりかなり小さくて、検
出が１・分できないことが知られる。
ては、被検査ディスク３の表面は空気に接しているので
、レーザビームＢの波長λｂは短縮されない。従って、
波長λｂを使用するときは、ピッ）ｌｂの深さｄに対し
て１／４波長の条件が成立せず、ピットの検出が十分で
ない。これを第４図（ｂ）の曲線により説明する。図に
おいて、横軸はピットの深さｄを、短縮された波長λｂ
／ｎｐを単位として表し、縦軸はｄに対する反射光の変
調度ｍ（前記の合成ビームの強度が０のときを１とする
）を表す。裏面より照射した場合の曲線Ｃにおいては、
ｍはｄがλｂ／４ｎｐの点（イ）において最大の１とな
り、両側で漸次低下する。これに対して、表面側より！
！（１射した場合の曲線りでは、λｂ／４ｎｌ）におい
ては、点（ロ）のようにｍは１よりかなり小さくて、検
出が１・分できないことが知られる。
以上の問題は、ｌ／４波長の条件を満たす波長を選択し
て使用すれば解決できる。しかし、さらに問題としては
、波長をト、記のように別の波長とするときは、照射さ
れるレーザスポットの径ρが変化して、異なる検査条件
となる。すなわち、前記したように、情報ピットの検出
はピット部分とピット以外の部分の反射光の合成ビーム
の強度変化を利用するものであるので、ピットとスポッ
ト径の大きさの関係は重要であって、スポット径が変わ
ると、検出条件が変化して検査の正当性に疑問が生ずる
。そこで、スポット径についても同一・条件とする光学
系を構成することが必要である。
て使用すれば解決できる。しかし、さらに問題としては
、波長をト、記のように別の波長とするときは、照射さ
れるレーザスポットの径ρが変化して、異なる検査条件
となる。すなわち、前記したように、情報ピットの検出
はピット部分とピット以外の部分の反射光の合成ビーム
の強度変化を利用するものであるので、ピットとスポッ
ト径の大きさの関係は重要であって、スポット径が変わ
ると、検出条件が変化して検査の正当性に疑問が生ずる
。そこで、スポット径についても同一・条件とする光学
系を構成することが必要である。
この発明は、以上に述べた条件を満足し、被検査ディス
クの表面より照射する検査光学系を提供することを目的
とするものである。
クの表面より照射する検査光学系を提供することを目的
とするものである。
［課題を解決するための手段コ
この発明は、トラック上に制御情報又は記録データに対
する情報ピットを穿孔した光ディスクの原盤又はスタン
パ（以下、一括して被検査ディスクという）の検査にお
いて、空気中の波長λａが情報ピットの深さｄの約４倍
であり、かつ、光ディスクに対して下方よりディスク基
板を透過して情報ピットの読み出しを行う、空気中の波
長λｂのレーザビームのスポット径ρと同一のスポット
径を有するレーザビームを、投受光レンズにより被検査
ディスクの上側の空気に接する表面に、照射して情報デ
ータを読み出すものである。
する情報ピットを穿孔した光ディスクの原盤又はスタン
パ（以下、一括して被検査ディスクという）の検査にお
いて、空気中の波長λａが情報ピットの深さｄの約４倍
であり、かつ、光ディスクに対して下方よりディスク基
板を透過して情報ピットの読み出しを行う、空気中の波
長λｂのレーザビームのスポット径ρと同一のスポット
径を有するレーザビームを、投受光レンズにより被検査
ディスクの上側の空気に接する表面に、照射して情報デ
ータを読み出すものである。
上記において、スポット径ρに対して、投受光レンズに
入射する波長λａ、開口数をＮＡとすると、 ρ＝ｋλ／ＮＡ （ｋは強度条件による係数）ただし
、λａ’ｑ４ｄ （ｄはピットの深さ）を満足する値
を有する投受光レンズとする。
入射する波長λａ、開口数をＮＡとすると、 ρ＝ｋλ／ＮＡ （ｋは強度条件による係数）ただし
、λａ’ｑ４ｄ （ｄはピットの深さ）を満足する値
を有する投受光レンズとする。
［作用］
以−ヒの構成による光ディスクの原盤又はスタンパの検
査光学系においては、与えられた被検査ディスクの情報
ピットの深さｄに対して、レーザビームの空気中におけ
る波長λａを４倍とする。すなわち、−１−記の式（２
）により４分の１波長の条件が満足される。次に、スポ
ット径ρについては、４ユ記により裏面より情報ピット
の読み出しを行う場合の波長λｂと異なる波長λａとす
る結果、両者のスポット径が異なるので、これを投受光
レンズの焦点距離を変更して同一とすることにより、情
報ピットに対するスポット径の条件が同一として、検査
の正当性が保持される。
査光学系においては、与えられた被検査ディスクの情報
ピットの深さｄに対して、レーザビームの空気中におけ
る波長λａを４倍とする。すなわち、−１−記の式（２
）により４分の１波長の条件が満足される。次に、スポ
ット径ρについては、４ユ記により裏面より情報ピット
の読み出しを行う場合の波長λｂと異なる波長λａとす
る結果、両者のスポット径が異なるので、これを投受光
レンズの焦点距離を変更して同一とすることにより、情
報ピットに対するスポット径の条件が同一として、検査
の正当性が保持される。
第１図は投受光レンズ２によるスポット径を説明するも
ので、一般にレンズ２の焦点距離をｆｌこれに入射する
レーザビームの波長をλ、直径をΦとすると（ただし、
入射ビームは平行光とする）、レーザビームの特性によ
りビームは焦点ｐの一点に集束せず、双曲線を描いて直
径ρのスポットを形成する。この場合ρは、 ρ＝ｋλ／ＮＡ （ｋは強度条件相よる係数）ただし
、λａ’＝４ｄ （ｄはピットの深さ）により決まる
。
ので、一般にレンズ２の焦点距離をｆｌこれに入射する
レーザビームの波長をλ、直径をΦとすると（ただし、
入射ビームは平行光とする）、レーザビームの特性によ
りビームは焦点ｐの一点に集束せず、双曲線を描いて直
径ρのスポットを形成する。この場合ρは、 ρ＝ｋλ／ＮＡ （ｋは強度条件相よる係数）ただし
、λａ’＝４ｄ （ｄはピットの深さ）により決まる
。
なお、この実施例においては、波長をλａ、開口数をＮ
Ａとして上記の式（１）が得られる。式（１）のρとし
て、裏面よりディスク基板を透過して照射する場合のス
ポット径ρと同一とし、これを満足する開口数ＮＡの投
受光レンズ２を使用することにより、スポット径に関し
て同一・検査条件が成立する。
Ａとして上記の式（１）が得られる。式（１）のρとし
て、裏面よりディスク基板を透過して照射する場合のス
ポット径ρと同一とし、これを満足する開口数ＮＡの投
受光レンズ２を使用することにより、スポット径に関し
て同一・検査条件が成立する。
［実施例］
第２図は、この発明による光ディスクの検査光学系の実
施例の構成図を示す。レーザビームＢは被検査ディスク
３の表面側より照射するものとし、その波長λａは情報
ピットの深さｄの４倍のものとする。例えば、裏面から
照射する場合の波長λｂが、８３０ ｎ ｍであるとき
は、プラスチック材又はガラス材のディスク基板の屈折
率ｎｐを約１゜５とし、これにより短縮される波長は約
５５００ｍであり、ピットの深さｄは、はぼ０．１４μ
ｍに設定されている。これに対して、表面側より照射す
る場合は、λａとして約５５０ ｎ ｍのレーザビーム
を使用する。また、スポット径については、裏面より照
射する方式のスポット径ρを計算、又は計測により求め
、そのような投受光レンズ２を使用するものである。
施例の構成図を示す。レーザビームＢは被検査ディスク
３の表面側より照射するものとし、その波長λａは情報
ピットの深さｄの４倍のものとする。例えば、裏面から
照射する場合の波長λｂが、８３０ ｎ ｍであるとき
は、プラスチック材又はガラス材のディスク基板の屈折
率ｎｐを約１゜５とし、これにより短縮される波長は約
５５００ｍであり、ピットの深さｄは、はぼ０．１４μ
ｍに設定されている。これに対して、表面側より照射す
る場合は、λａとして約５５０ ｎ ｍのレーザビーム
を使用する。また、スポット径については、裏面より照
射する方式のスポット径ρを計算、又は計測により求め
、そのような投受光レンズ２を使用するものである。
［発明の効果］
以上の説明により明らかなように、この発明による光デ
ィスクの検査光学系においては、空気中の波長λａが情
報ピットの深さｄの４倍のレーザビームを使用して光デ
ィスクの表面より照射し、かつ、そのスポット径ρを裏
面より情報ピットを読み出す場合のスポット径と等しく
して、同一の検査条件とされているので、検査条件の正
当性が保持されるもので、光ディスクの原盤又はスタン
パの検査の信頼性に寄与する効果には大きいものがある
。
ィスクの検査光学系においては、空気中の波長λａが情
報ピットの深さｄの４倍のレーザビームを使用して光デ
ィスクの表面より照射し、かつ、そのスポット径ρを裏
面より情報ピットを読み出す場合のスポット径と等しく
して、同一の検査条件とされているので、検査条件の正
当性が保持されるもので、光ディスクの原盤又はスタン
パの検査の信頼性に寄与する効果には大きいものがある
。
第１図は、この発明１こよる光ディスクの検査光学系に
おけるレーザビームのスポット径の設定を説明するレー
ザビームの集束曲線図、第２図は、この発明による光デ
ィスクの検査光学系の実施例における構成図、第３図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、光ディスクにお
ける情報ピットの構成図と、その読み出し光学系の説明
図、第４図（ａ）および（ｂ）ハ、光ディスクの原盤又
はスタンパの情報ピットの検査における問題点の説明図
である。 ■・・・光ディスク、 ｌａ・・・トラック、１
ｂ・・・情報ピット、 ２・・・投受光レンズ、３・
・・被検査ディスク、 Ｂ・・・レーザビーム、λ・
・・波長、 ｆ・・・焦点距離、 ｐ・・・焦点、ｄ
・・・ピットの深さ、 ρ・・・スポット径、ｎＰ
・・・プラスチック材又はガラ４材の０折率、Φ・・・
レーザビームの入射直径。
おけるレーザビームのスポット径の設定を説明するレー
ザビームの集束曲線図、第２図は、この発明による光デ
ィスクの検査光学系の実施例における構成図、第３図（
ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は、光ディスクにお
ける情報ピットの構成図と、その読み出し光学系の説明
図、第４図（ａ）および（ｂ）ハ、光ディスクの原盤又
はスタンパの情報ピットの検査における問題点の説明図
である。 ■・・・光ディスク、 ｌａ・・・トラック、１
ｂ・・・情報ピット、 ２・・・投受光レンズ、３・
・・被検査ディスク、 Ｂ・・・レーザビーム、λ・
・・波長、 ｆ・・・焦点距離、 ｐ・・・焦点、ｄ
・・・ピットの深さ、 ρ・・・スポット径、ｎＰ
・・・プラスチック材又はガラ４材の０折率、Φ・・・
レーザビームの入射直径。
Claims (2)
- （１）、トラック上に制御情報又は記録データに対する
情報ピットを穿孔した光ディスクの原盤、又は該原盤よ
り作成したスタンパ（以下、一括して被検査ディスクと
いう）の検査において、空気中における波長λａが上記
情報ピットの深さｄの約４倍であり、かつ、上記光ディ
スクの下方よりディスク基板を透過して行う上記情報ピ
ットの読み出しに使用する空気中の波長λｂのレーザビ
ームのスポット径ρと同一のスポット径を有するレーザ
ビームを、投受光レンズにより上記被検査ディスクの上
側の空気に接する表面に照射して、上記情報ピットを読
み出すことを特徴とする、光ディスクの検査光学系。 - （２）、上記スポット径ρに対して、上記投受光レンズ
に入射する上記波長λａ、開口数をＮＡとすると、 ρ＝ｋλ／ＮＡ（ｋは強度条件による係数）ただし、λ
ａ≒４ｄ（ｄはピットの深さ） を満足する値を有する上記投受光レンズとする、請求項
１記載の光ディスクの検査光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31737588A JPH02162206A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 光ディスクの検査光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31737588A JPH02162206A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 光ディスクの検査光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02162206A true JPH02162206A (ja) | 1990-06-21 |
Family
ID=18087550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31737588A Pending JPH02162206A (ja) | 1988-12-15 | 1988-12-15 | 光ディスクの検査光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02162206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218685A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 光強度分布の観察装置および観察方法 |
-
1988
- 1988-12-15 JP JP31737588A patent/JPH02162206A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218685A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Advanced Lcd Technologies Development Center Co Ltd | 光強度分布の観察装置および観察方法 |
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