JPH0327841B2 - - Google Patents
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- JPH0327841B2 JPH0327841B2 JP6228085A JP6228085A JPH0327841B2 JP H0327841 B2 JPH0327841 B2 JP H0327841B2 JP 6228085 A JP6228085 A JP 6228085A JP 6228085 A JP6228085 A JP 6228085A JP H0327841 B2 JPH0327841 B2 JP H0327841B2
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- Japan
- Prior art keywords
- disk
- error
- turntable
- displacement
- angle
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、情報の記録された円板状の媒体（以
下デイスクという）の形状を測定する装置に関す
るものである。
下デイスクという）の形状を測定する装置に関す
るものである。
（発明の背景）
デイスクは、
(a) 溝を形成して、これを触針で検出するもの、
(b) 溝を形成して、これを静電容量の変化として
検出するもの、 (c) 溝を形成して、これを光学式変位変換器によ
り検出するもの、 (d) 磁気記録媒体を表面に塗布して、磁化方向を
磁気ヘツドにより検出するもの、 等がある。
検出するもの、 (c) 溝を形成して、これを光学式変位変換器によ
り検出するもの、 (d) 磁気記録媒体を表面に塗布して、磁化方向を
磁気ヘツドにより検出するもの、 等がある。
これらのデイスクにおいて、デイスク面の歪、
デイスクの内径の中心とトラツクの中心との偏心
等により、記録を読み出すべき位置は三次元的に
変動している。
デイスクの内径の中心とトラツクの中心との偏心
等により、記録を読み出すべき位置は三次元的に
変動している。
＜光デイスク＞
デイスクに貯えられた情報を取り出す装置とし
て、例えばオランダのフイリツプス社の開発した
光ビデオデイスクがある。これは周波数変調され
た信号を凹凸として記録した媒体から光で検出
し、再生するものである。この光ビデオデイスク
の記録媒体であるデイスクは直径約30cmの円盤
で、その表面にはピツトと呼ばれる情報を含んだ
溝が同心円状あるいは螺旋状に並んでいる。この
ピツトは幅0.5μｍ、長さ２〜15μｍ、深さ、0.15μ
ｍ（He−Neレーザの1/4波長）で、隣り合つた
トラツク間の距離は2μｍである。
て、例えばオランダのフイリツプス社の開発した
光ビデオデイスクがある。これは周波数変調され
た信号を凹凸として記録した媒体から光で検出
し、再生するものである。この光ビデオデイスク
の記録媒体であるデイスクは直径約30cmの円盤
で、その表面にはピツトと呼ばれる情報を含んだ
溝が同心円状あるいは螺旋状に並んでいる。この
ピツトは幅0.5μｍ、長さ２〜15μｍ、深さ、0.15μ
ｍ（He−Neレーザの1/4波長）で、隣り合つた
トラツク間の距離は2μｍである。
このピツトの形状を解像度良く検出するために
は、光学式検出機の焦点の位置をピツトの幅方向
で0.1μｍ、深さ方向で0.5μｍ以内に保つ必要があ
る。そこで検出には自動的に焦点を結ぶためにフ
オーカスサーボ機構と、トラツクに正確に追従す
るためのトラツクサーボ機構が設けてある。
は、光学式検出機の焦点の位置をピツトの幅方向
で0.1μｍ、深さ方向で0.5μｍ以内に保つ必要があ
る。そこで検出には自動的に焦点を結ぶためにフ
オーカスサーボ機構と、トラツクに正確に追従す
るためのトラツクサーボ機構が設けてある。
また同様な再生専用デイスクとして、デイジタ
ルオーデイオデイスクがある。更に電子計算機に
記憶装置として用いるデイスクとして、トラツク
案内溝（以下プリグループという）の形成された
追記形デイスクや再録形デイスクがある。
ルオーデイオデイスクがある。更に電子計算機に
記憶装置として用いるデイスクとして、トラツク
案内溝（以下プリグループという）の形成された
追記形デイスクや再録形デイスクがある。
＜デイスク形状測定装置の必要性＞
しかしながら、実際のデイスクはデイスクの理
論的に正確な幾何学的基準（以下データムとい
う）とは異なつている。すなわち、 (a) デイスク面が回転にともない読出し書込ヘツ
ドに対し上下にすること（以下振れという）。
論的に正確な幾何学的基準（以下データムとい
う）とは異なつている。すなわち、 (a) デイスク面が回転にともない読出し書込ヘツ
ドに対し上下にすること（以下振れという）。
(b) デイスクに形成されたトラツク（ピツト列ま
たはプリグルプをいう）の幾何学的中心と、デ
イスクの外径（若しくは中央に内孔を有する場
合にはデイスクの内径）の中心とが一致しない
こと（以下偏心という）。
たはプリグルプをいう）の幾何学的中心と、デ
イスクの外径（若しくは中央に内孔を有する場
合にはデイスクの内径）の中心とが一致しない
こと（以下偏心という）。
(c) デイスク面が完全に平坦ではなく、傾きを有
していることと（以下反りという）。
していることと（以下反りという）。
などの形態上の誤差を有している。
このため、回転しているデイスクの表面におけ
る光学式検出器の焦点位置は三次元的に数100μ
ｍの範囲で不規則に変動することになる。従つ
て、デイスクのデータムからのずれが大きくなる
と、トラツク及びフオーカスサーボ機構が追従で
きなくなるので、形態上の誤差がある定められた
公差以下にあることを検査するデイスクの形状測
定装置が用いられる。
る光学式検出器の焦点位置は三次元的に数100μ
ｍの範囲で不規則に変動することになる。従つ
て、デイスクのデータムからのずれが大きくなる
と、トラツク及びフオーカスサーボ機構が追従で
きなくなるので、形態上の誤差がある定められた
公差以下にあることを検査するデイスクの形状測
定装置が用いられる。
（従来の技術）
第２図はデイスクの形状測定装置の原理を示す
ための構成図である。図において、１はデイス
ク、２はデイスク１が載置されるターンテーブ
ル、３はターンテーブル２の回転をする軸、４は
ターンテーブル２を駆動するモータ、５はデイス
ク１の半径方向を矢印Ａに反つて移動し、デイス
ク１の基準面からの振れを測定し、またはトラツ
クの半径方向の変位を測定する変位変換器、６は
デイスク１を押圧してターンテーブル２上に固定
する押え、７は変位変換器５を直線運動させる移
動手段である。
ための構成図である。図において、１はデイス
ク、２はデイスク１が載置されるターンテーブ
ル、３はターンテーブル２の回転をする軸、４は
ターンテーブル２を駆動するモータ、５はデイス
ク１の半径方向を矢印Ａに反つて移動し、デイス
ク１の基準面からの振れを測定し、またはトラツ
クの半径方向の変位を測定する変位変換器、６は
デイスク１を押圧してターンテーブル２上に固定
する押え、７は変位変換器５を直線運動させる移
動手段である。
このように構成された装置においては、デイス
ク１をターンテーブル２により回転させるととも
に、変位変換器５を矢印Ａ方向に移動させて、デ
イスク１の全面の凸凹を変位変換器が走査してデ
イスク１の振れ、偏心、反りを測定するようにな
つている。
ク１をターンテーブル２により回転させるととも
に、変位変換器５を矢印Ａ方向に移動させて、デ
イスク１の全面の凸凹を変位変換器が走査してデ
イスク１の振れ、偏心、反りを測定するようにな
つている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、第２図の装置では次の理由によ
りデイスク１の形状測定を正確にすることができ
なかつた。
りデイスク１の形状測定を正確にすることができ
なかつた。
第２図において、矢印Ｂはデイスク１の回転
軸、矢印Ｃはデイスク面のなす垂直軸で、角度θ
は垂直軸誤差である。ｒはデイスク１の回転中心
と変位変換器５との距離である。例えば、θ＝
0.01°、ｒ＝150mmとすれば52μｍの振れ誤差が生
ずる。ターンテーブル２のデイスク１をのせる面
と軸３との角度を機械的に向上させて、θを小さ
くしようとしても製造原価が高くなるだけで垂直
軸誤差の改善はなされない。垂直軸誤差がある
と、振れの測定に誤差が生ずる。また、ターンテ
ーブルの形状の中心と回転中心との誤差は、偏心
の測定に誤差を与える。
軸、矢印Ｃはデイスク面のなす垂直軸で、角度θ
は垂直軸誤差である。ｒはデイスク１の回転中心
と変位変換器５との距離である。例えば、θ＝
0.01°、ｒ＝150mmとすれば52μｍの振れ誤差が生
ずる。ターンテーブル２のデイスク１をのせる面
と軸３との角度を機械的に向上させて、θを小さ
くしようとしても製造原価が高くなるだけで垂直
軸誤差の改善はなされない。垂直軸誤差がある
と、振れの測定に誤差が生ずる。また、ターンテ
ーブルの形状の中心と回転中心との誤差は、偏心
の測定に誤差を与える。
本発明は上記の問題点を解決したもので、垂直
軸誤差があつてもデイスクの振れを回転面の平坦
な基準デイスクと比較することなく測定でき、ま
たターンテーブルの偏心があつても偏心のない基
準デイスクと比較することなしに測定できるデイ
スク形状測定装置を実現することを目的とする。
軸誤差があつてもデイスクの振れを回転面の平坦
な基準デイスクと比較することなく測定でき、ま
たターンテーブルの偏心があつても偏心のない基
準デイスクと比較することなしに測定できるデイ
スク形状測定装置を実現することを目的とする。
（問題点を解決する手段）
このような目的を達成する本発明は、デイスク
を載置して回転するターンテーブルと、デイスク
の基準面からの振れまたはデイスク上に形成され
たトラツクの半径方向の変位を測定する変位変換
器と、デイスクまたはターンテーブルの規準位置
からの回転角を測定する角度変換器と、この規準
位置にあわせてデイスクを載置して前記変位変換
器により測定された信号（正）と、この規準位置
に対して180度デイスクをずらして載置して前記
変位変換器により測定された信号（反）の差また
は和を測定し、前記角度変換器のデイスクの回転
角と共に記録する誤差記憶手段とを備えたもので
ある。
を載置して回転するターンテーブルと、デイスク
の基準面からの振れまたはデイスク上に形成され
たトラツクの半径方向の変位を測定する変位変換
器と、デイスクまたはターンテーブルの規準位置
からの回転角を測定する角度変換器と、この規準
位置にあわせてデイスクを載置して前記変位変換
器により測定された信号（正）と、この規準位置
に対して180度デイスクをずらして載置して前記
変位変換器により測定された信号（反）の差また
は和を測定し、前記角度変換器のデイスクの回転
角と共に記録する誤差記憶手段とを備えたもので
ある。
そして、前記誤差記録手段の記録により前記変
位変換器の信号を補正することを特徴としてい
る。
位変換器の信号を補正することを特徴としてい
る。
＜作用＞
本発明の各構成要素はつぎの作用をする。ター
ンテーブルはデイスクを回転させて、角度変換器
により規準位置からの回転角を知ると共に変位変
換器によりデイスクの振れなどを測定している。
誤差記憶手段は正と反の位置における変位変換器
の値から、ターンテーブルの垂直軸誤差や偏心誤
差を誘導して記憶している。これにより垂直度誤
差の少ない正確な振れ測定や偏心誤差の少ないデ
イスクの偏心測定ができる。
ンテーブルはデイスクを回転させて、角度変換器
により規準位置からの回転角を知ると共に変位変
換器によりデイスクの振れなどを測定している。
誤差記憶手段は正と反の位置における変位変換器
の値から、ターンテーブルの垂直軸誤差や偏心誤
差を誘導して記憶している。これにより垂直度誤
差の少ない正確な振れ測定や偏心誤差の少ないデ
イスクの偏心測定ができる。
（実施例）
以下図面に基づいて、本発明の実施例を説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。尚、第１図において前記第２図と同一作用を
するものには同一符号をつけ、説明を省略する。
る。第１図は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。尚、第１図において前記第２図と同一作用を
するものには同一符号をつけ、説明を省略する。
図において、８はデイスク１の回転角を測定す
る角度変換器、９はデイスク１の基準面からの振
れを測定し角度変換器８の計測したデイスクの回
転角とともに記憶する誤差記憶手段、１０は変位
変換器５と誤差記憶手段９の出力する信号との差
をとる差動増幅器、１１は差動増幅器１０の出力
端子である。
る角度変換器、９はデイスク１の基準面からの振
れを測定し角度変換器８の計測したデイスクの回
転角とともに記憶する誤差記憶手段、１０は変位
変換器５と誤差記憶手段９の出力する信号との差
をとる差動増幅器、１１は差動増幅器１０の出力
端子である。
尚、デイスク１の中央部に円孔が設けてあり、
ターンテーブル２の中央部に設けたデイスク１の
位置決めをする凸部にそつて固定されている。
ターンテーブル２の中央部に設けたデイスク１の
位置決めをする凸部にそつて固定されている。
誤差記憶手段９は、変位変換器５の信号をAD
変換するADC９ａと、デイスク１の回転角の
変位変換器５の出力（以下正という）をその回転
角に応じて記録するメモリ９ｂと、メモリ９ｂ
に角度変換器８の出力を伝送するスタテイサイザ
９ｃと、メモリ９ｂに記憶された正の信号とデイ
スク１とターンテーブル２の位置関係を180度ず
らした場合における変位変換器５の出力（以下反
という）と信号との差をとる減算器９ｄと、減算
器９ｄより出された信号を1/2にしてDA変換す
るDAC９ｅとにより構成されている。
変換するADC９ａと、デイスク１の回転角の
変位変換器５の出力（以下正という）をその回転
角に応じて記録するメモリ９ｂと、メモリ９ｂ
に角度変換器８の出力を伝送するスタテイサイザ
９ｃと、メモリ９ｂに記憶された正の信号とデイ
スク１とターンテーブル２の位置関係を180度ず
らした場合における変位変換器５の出力（以下反
という）と信号との差をとる減算器９ｄと、減算
器９ｄより出された信号を1/2にしてDA変換す
るDAC９ｅとにより構成されている。
このように構成された装置の動作原理を説明す
る。デイスク１の垂直度誤差θ〔deg〕、回転角
〔deg〕、変位変換器５の回転中心からの距離をｒ
とすれば、振れの測定に及ぼす誤差δ〓（）は次
の式で与えられる。
る。デイスク１の垂直度誤差θ〔deg〕、回転角
〔deg〕、変位変換器５の回転中心からの距離をｒ
とすれば、振れの測定に及ぼす誤差δ〓（）は次
の式で与えられる。
δ〓（）＝rθ／ρsin（＋〓） (1)
ここにδ〓は角度を定める基準位相、ρは度を
ラジアンに変換するための数値で57.296〔deg／
rad〕である。
ラジアンに変換するための数値で57.296〔deg／
rad〕である。
次にデイスク１の振れδD（）を最初の取付状
態を基準とする角度を用いて、フーリエ係数で表
わす。
態を基準とする角度を用いて、フーリエ係数で表
わす。
δD（）＝∞
〓n=1
δn sin ｎ（＋n） (2)
すると、正の変位変換器５の出力v1は次式とな
る。
る。
v1（）＝δD（）＋δ〓（） (3)
次にデイスク１を取りはずし180度回転させて、
ターンテーブル２の上に固定する。この時の変位
変換器５の出力v2は次式で与えられる。
ターンテーブル２の上に固定する。この時の変位
変換器５の出力v2は次式で与えられる。
v2（）＝δD（＋180°）＋δ〓（） (4)
更に、この取付状態で180度回転した位置から
データをとると、出力v2は次の式で得られる。
データをとると、出力v2は次の式で得られる。
v2（＋180°）＝δD（＋360°
）＋δ〓（＋180°）(5) よつて、正と反の信号の差をとれば、垂直度誤
差に起因する誤差δ〓（）を求めることができる。
）＋δ〓（＋180°）(5) よつて、正と反の信号の差をとれば、垂直度誤
差に起因する誤差δ〓（）を求めることができる。
v1（）−v2（＋180°）＝δD（）＋δ〓（）
−δD（＋360°）＋δ〓（＋180°）＝2δ〓（
）(6) そこで、変位変換器５の出力v1（）から、正
と反の信号の差の1/2を減算すると、正しいデイ
スク１の振れδD（）を知ることができる。
）(6) そこで、変位変換器５の出力v1（）から、正
と反の信号の差の1/2を減算すると、正しいデイ
スク１の振れδD（）を知ることができる。
尚、本実施例においては減算器９ｄを用いてい
るが、加算器を用いて正と反との測定角度を180°
かえても次式に示すように正しい振れδD（）を
知ることができる。
るが、加算器を用いて正と反との測定角度を180°
かえても次式に示すように正しい振れδD（）を
知ることができる。
v1（）−v2（＋180°）＝δD（）＋δ〓（）
＋δD（＋360°）＋δ〓（＋180°）
＝2δD（） (7)
また(6)式では角度のみを用いて誤差δ〓（）
を求めているが、角度＋180°の値を併用しても
よい。
を求めているが、角度＋180°の値を併用しても
よい。
δ〓（）＝1/4｛v1（）−v2（＋180°）−
（v1（＋180°）−v2（）｝ (8)
また本実施例では、デイスク１の振れ測定の場
合を示したが、デイスク上に形成されたトラツク
の半径方向の変位を測定する変位変換器を用いて
デイスク１の偏心を測定する場合であつてもよ
い。
合を示したが、デイスク上に形成されたトラツク
の半径方向の変位を測定する変位変換器を用いて
デイスク１の偏心を測定する場合であつてもよ
い。
また、デイスク１の正と反の取換えには、自動
取換え装置を使用しても良く、また操作者が自ら
行なつてもよい。
取換え装置を使用しても良く、また操作者が自ら
行なつてもよい。
（発明の効果）
以上述べたように本発明によれば、ターンテー
ブルに含まれる垂直度誤差や偏心誤差をデイスク
の正と反をとることにより補正しているので、基
準デイスクを用いることなく、高精度のデイスク
の形状測定が容易にできる。
ブルに含まれる垂直度誤差や偏心誤差をデイスク
の正と反をとることにより補正しているので、基
準デイスクを用いることなく、高精度のデイスク
の形状測定が容易にできる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は
従来装置の構成図である。 １……デイスク、２……ターンテーブル、５…
…変位変換器、７……移動手段、８……角度変換
器、９……誤差記憶装置。
従来装置の構成図である。 １……デイスク、２……ターンテーブル、５…
…変位変換器、７……移動手段、８……角度変換
器、９……誤差記憶装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ デイスクを載置して回転するターンテーブル
と、デイスクの基準面からの振れまたはデイスク
上に形成されたトラツクの半径方向の変位を測定
する変位変換器と、 デイスクまたはターンテーブルの規準位置から
の回転角を測定する角度変換器と、 この規準位置にあわせてデイスクを載置して前
記変位変換器により測定された信号と、この規準
位置に対して180度デイスクをずらして載置して
前記変位変換器により測定された信号の差または
和を測定し、前記角度変換器のデイスクの回転角
と共に記録する誤差記憶手段と、 を備え、前記誤差記録手段の記録により前記変位
変換器の信号を補正することを特徴とするデイス
ク形状測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228085A JPS61219817A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | デイスク形状測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228085A JPS61219817A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | デイスク形状測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61219817A JPS61219817A (ja) | 1986-09-30 |
| JPH0327841B2 true JPH0327841B2 (ja) | 1991-04-17 |
Family
ID=13195566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6228085A Granted JPS61219817A (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | デイスク形状測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61219817A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08227523A (ja) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Nec Corp | ランアウト測定装置 |
| JP2006322868A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Olympus Corp | ３次元形状測定方法 |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6228085A patent/JPS61219817A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61219817A (ja) | 1986-09-30 |
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