JPH05182256A - ディスク欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業効率及び欠陥の検出精度の向上を図るこ
と。 【構成】 検査光をＬＶＤ３０の外周端縁部からその内
部に投射し、ＣＣＤカメラ５０によってディスク基板３
１の表面を撮像し、その表面からの散乱光を受光して欠
陥を判別するようにした。 【効果】 欠陥の判断が容易となるため、作業効率及び
欠陥の検出精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディスク表面やディス
ク内部に存在する傷及びピンホール等の欠陥を光学的検
査によって検知するためのディスク欠陥検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、レーザビジョンディスク（Ｌ
ＶＤ）やコンパクトディスク（ＣＤ）等の光学式ディス
ク表面や、ディスク内部に存在する傷及びピンホール等
の欠陥は、作業員が目視によって一枚毎に検査すること
により発見されている。ところが、このような目視によ
る欠陥検査は、熟練を要するばかりか作業効率も悪く、
しかも個人差によるバラツキがあるため、不良品が良品
と判断される場合もある。

【０００３】このようなことを避けるために欠陥検査を
自動化する試みがなされており、たとえば特開平１−３
１３７４１号公報には図１に示すようなディスク面の検
査装置が開示されている。同図に示すように、レーザ発
振器や回転多面鏡を内蔵したスキャナ２は、光ビーム３
を走査しながら照射し、ＣＡＶタイプのＬＶＤ４の表面
に走査線５を形成する。この走査線５の位置は、ＬＶＤ
４の回転中心軸６を通る直線１５を手前側に距離Ｌだけ
平行移動した場所とされている。この距離Ｌの値は、１
０ｍｍ以上となっている。

【０００４】受光器７は、走査線５に従ってＬＶＤ４の
表面から散乱されてくる散乱光１１を受光する。この散
乱光１１は、ＬＶＤ４の表面に存在する欠陥部Ｓで散乱
反射された光の他、透明層８を透過してピットで回折、
散乱されてきた光も含まれている。なお、ＬＶＤ４の表
面に欠陥部Ｓが存在していないときには、光ビーム３は
正反射光３ａとして一定方向に反射され、受光器７には
入射しない。

【０００５】したがって、この場合には、ピットからの
散乱光だけが受光器７に入射するようになる。また、全
周囲にわたって検査するために、ＬＶＤ４はディスク回
転装置１７によって回転される。

【０００６】受光器７は入射光量に対応したレベルの光
電信号を欠陥検出回路１８に出力する。欠陥検出回路１
８では、まずサンプルホールド回路１９が受光器７から
の光電信号を所定のサンプリング周期をもとに波形成形
する。バンドパスフィルタ２０は、サンプルホールド回
路１９の出力から欠陥部Ｓが存在したときの光電信号の
変化を抽出する。ローパスフィルタ２２は、サンプルホ
ールド回路１９の出力からの光電信号から低周波成分を
抽出する。２値化回路２１は、アンプ２３からの閾値信
号を基準として、バンドパスフィルタ２０からの出力を
２値化する。

【０００７】このような構成のディスク面の検査装置で
は、ＬＶＤ４の全周にわたって検査が行われるため、Ｌ
ＶＤ４はディスク回転装置１７により低速で回転され
る。但し、光ビーム３の走査速度はＬＶＤ４の回転速度
と比較して非常に高速となっている。

【０００８】スキャナ２によってＬＶＤ４の表面に光ビ
ーム３が照射されると、その一部は正反射光３ａとして
受光器７に入射することなく光吸収体（図示省略）で吸
収される。また透明層８を通過して信号記録面に達し、
ピットにより回折、散乱された散乱光１１はＬＶＤ４の
表面から射出する。この散乱光１１はピット形状に対応
した円弧状のパターンとなるが、走査線５の位置がＬＶ
Ｄ４の回転中心軸６を通る直線を距離Ｌだけ平行移動さ
せた位置であるため、走査位置が内側に近づくほど散乱
光１１の円弧状のパターンが傾けられる。

【０００９】これにより、図２に示すように、走査位置
が内側であっても受光幅Ｄの受光器７に散乱光１１のほ
とんどが入射されるようになる。したがって、１走査中
に欠陥部がなかった場合、受光器７からの光電信号出力
は、図３に示すように多少のレベル変動はあるものの、
その変動幅はかなり小さいものになる。

【００１０】ディスク回転装置１７の作動によりＬＶＤ
４が回転し、その表面に存在する欠陥部Ｓが光ビーム３
の照射域、すなわち走査線５の上に移動してくると、光
ビーム３はその走査の過程で欠陥部Ｓによって散乱され
るようになる。この結果、受光器７からの光電信号出力
は、第３図に示した光電信号出力に欠陥部Ｓからの散乱
反射光が加わったものになる。

【００１１】光ビーム３の一走査期間中にたとえば２個
の欠陥部Ｓがあると、図１の信号ライン（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）には図４に示すような信号波形
が現れる。つまり、受光器７からの光電信号出力は、同
図（Ａ）に示すように、欠陥部Ｓからの散乱反射光によ
りリップル成分ａを含んでいる。受光器７からの光電信
号出力は、サンプルホールド回路１９及びバンドパスフ
ィルタ２０によって同図（Ｂ）のように波形成形され
る。またローパスフィルタ２２によって、受光器７から
の光電信号出力中に含まれる低周波、すなわち「うね
り」成分が抽出される。

【００１２】受光器７からの光電信号出力から抽出され
た「うねり」成分はアンプ２３によって図４（Ｃ）の波
形となり、これが２値化回路２１の閾値信号として利用
される。２値化回路２１は、同図（Ｂ）の信号出力が同
図（Ｃ）の閾値信号を越えたときに「欠陥あり」を示す
２値化信号「１」を出力し、これにより同図（Ｄ）に示
すような検査出力が得られる。

【００１３】したがって、光ビーム３の走査位置がＬＶ
Ｄ４の内側に近い場合でも、欠陥部Ｓからの散乱反射光
を良好に検出することができる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のディスク面の検査装置では、スキャナ２からの光ビー
ム３をＬＶＤ４の表面に照射し、散乱反射光を受光器７
によって受光する方式をとっている。このため、本来検
出すべき傷等に加え、拭き取りによって排除可能な塵埃
等が付着している場合であっても欠陥があるとして検出
されてしまう。

【００１５】このような場合には、ＬＶＤ４表面の塵埃
等を拭き取った後、再度検査装置による欠陥検査を行う
必要があるため、結果的に作業効率が低下してしまうと
いう欠点がある。また、ＬＶＤ４の表面からの散乱反射
光によって欠陥を検出する方式であるため、欠陥部分と
非欠陥部分とのコントラストの差が小さく、場合によっ
ては欠陥部分が検出できなくなってしまうこともある。

【００１６】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、ディスク基板の端縁部側からディスク基板
内部に検査光を投射することによって、欠陥の判断を容
易に行い、結果的に作業効率及び欠陥の検出精度の向上
を図ることができるディスク欠陥検知装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、一面側に情報に対応した信号が記録され
ている透明なディスク基板からなるディスクの欠陥を光
学的に検査するためのディスク欠陥検査装置であって、
前記ディスク基板の端縁部側からディスク基板内部に検
査光を投射する検査光投射手段と、前記ディスク基板の
表面から出射する散乱反射光を受光してディスクの欠陥
を検知する欠陥検知手段とを具備することを特徴とす
る。

【００１８】

【作用】本発明のディスク欠陥検査装置では、検査光投
射手段によってディスク基板の端縁部側からディスク基
板内部に検査光を投射すると、欠陥検知手段によりディ
スク基板の表面から出射する散乱反射光からディスクの
欠陥が検知される。

【００１９】つまり、検査光がディスク基板内部を全反
射によって進行し、ディスク基板内部又は表面の欠陥部
分に到達すると、検査光は散乱反射されディスク基板表
面から出射する。塵埃等はディスク基板表面に密着せず
浮いた状態で付いているため、これによって検査光が散
乱反射されてしまうことがない。またディスク基板内部
に入射した検査光は、欠陥の無い部分では全反射によっ
て進行するため、塵埃等を欠陥として誤検知してしまう
ようなこともなく、しかも欠陥部分と非欠陥部分との輝
度のレベル差を大きくすることができる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図５は、本発明のディスク欠陥検査装置の
一実施例を示すもので、レーザビジョンディスク（ＬＶ
Ｄ）３０の端縁部近傍には検査光を後述するディスク基
板３１内部に投射するための検査光投射手段としての光
照射部材４０が配置されている。ＬＶＤ３０の記録面と
直交する方向にはディスク基板３１表面からの散乱光に
基づいてＬＶＤ３０の外観を検査する欠陥検知手段とし
てのＣＣＤカメラ５０が配置されている。

【００２１】ＬＶＤ３０は、たとえば図６に示すよう
に、単盤Ａ，Ｂを貼り合わした構造とされている。各単
盤Ａ，Ｂにはアクリル樹脂又はポリカーボネート等の透
明な合成樹脂からなるディスク基板３１が設けられてい
る。各ディスク基板３１には、アルミニウムからなる反
射膜３２が形成されている。反射膜３２の上には、プラ
スチックの保護膜３３が形成されている。なお、図中３
４はディスク基板３１表面に形成されたピットである。

【００２２】光照射部材４０には、ディスク基板３１の
厚み程度の検査光を投射するスリット４１を有した投光
部材４３が備えられている。これにより、スリット４１
から投射される検査光の幅が薄くされるので、ディスク
基板３１外部への検査光の漏れを極めて小さくすること
が可能となり、後述するように欠陥部分の輝度のレベル
差を大きくすることができる。

【００２３】投光部材４３には、図示省略の光源からの
検査光を伝達するための光ファイバ４４が連結されてい
る。ここで、光ファイバ４４によって伝達される検査光
としては、ハロゲン光やレーザ光等が用いられている。

【００２４】ディスク基板３１に対する光照射部材４０
のスリット４１の位置は図示を省略した位置合わせ機構
によって合わせられている。ＣＣＤカメラ５０は、ＬＶ
Ｄ３０の面の所定領域を撮像する。

【００２５】ここで、ＣＣＤカメラ５０によって撮像さ
れるディスク基板３１の領域は、検査光の入射される場
所から十分に離れた箇所であることが望ましい。これ
は、入射される検査光の強度が大きいので、入射される
場所に近い領域では、ディスク基板３１の表面から漏れ
る光の強度が大きくなり、欠陥検出が困難となるためで
ある。

【００２６】ＬＶＤ３０の外観検査は、次のようにして
行われる。まず、図７に示すように、ディスク基板３１
を所定の回転数で回転させる。光照射部材４０のスリッ
ト４１を介して検査光をディスク基板３１の外周端縁部
からその内部に入射する。検査光をディスク基板３１の
外周端縁部から入射する理由の一つとして、ディスク基
板３１の半径方向に伸びるすじ状の欠陥に対しても検出
能力がある点が上げられる。このような欠陥をディスク
基板３１の内周端縁部から入射させた場合には、検査光
の入射方向がディスク基板３１の半径方向に限られてし
まうため検出が困難となる。

【００２７】アクリル又はポリカーボネイト等の合成樹
脂からなるディスク基板３１は空気よりも屈折率が高い
ため、空気との境界面３５に対し臨界角以上で入射する
光は境界面３５によって全反射を繰り返しディスク基板
３１内部を進む。

【００２８】ディスク基板３１の一部に、図８に示すよ
うな傷等の欠陥３６があると、その部分の境界面３５の
角度が変わってしまう。このような場合には、欠陥３６
の部分での境界面３５への検査光の入射角が小さくなる
ため、その部分での検査光がディスク基板３１の外側に
散乱する。欠陥３６の領域をＣＣＤカメラ５０によって
撮像した場合、図１２の（ａ）に示すように、信号出力
を得ることができる。ここで、図１２におけるレベルＡ
は、臨界角より小さい角度でディスク基板３１の境界面
３５に入射した検査光の外部への漏れによるものであ
る。

【００２９】また図９に示すように、ディスク基板３１
上に接着剤等のような粘性物３７が密着して付着してい
る場合には、ディスク基板３１内部から粘性物３７側へ
入射した光が粘性物３７の表面にて散乱する。この場合
にも上記同様に粘性物３７の領域をＣＣＤカメラ５０に
よって撮像することにより、図１２の（ｂ）に示すよう
な信号出力を得ることができる。

【００３０】更に図１１に示すように、ディスク基板３
１内部に基板の成形工程中に発生した気泡３９等の欠陥
が存在している場合にも、その部分で光の散乱が発生す
るため図１２に示すような信号出力が得られる。

【００３１】そして、このような信号出力は閾値レベル
Ｂと比較され、閾値レベルＢを越えたとき「欠陥有り」
を示す欠陥検出出力を得ることができる。しかしなが
ら、図１０に示すように、ディスク基板３１上に付着す
る拭き取りによって排除可能な塵埃３８は、ディスク基
板３１に密着しておらず、浮いた状態で付いているた
め、検査光が散乱反射されてしまうことはない。

【００３２】このように、本実施例では、スリット４１
を介して検査光をＬＶＤ３０の外周端縁部からその内部
に投射し、ＣＣＤカメラ５０によってディスク基板３１
の表面を撮像し、その表面からの散乱光を受光して欠陥
を判別するようにしたので、欠陥の有無の判断が容易と
なり、作業効率及び欠陥の検出精度が向上する。

【００３３】なお、本実施例では、ディスクの検査を行
う対象を単盤Ａ，Ｂを貼り合わした構造のＬＶＤとした
場合について説明したが、この例に限らずＣＤ等の単板
ディスクをその検査対象としてもよい。

【００３４】また本実施例では、欠陥の判別の際にディ
スク基板３１を所定の回転数で回転させた場合について
説明したが、この例に限らずディスク基板３１を固定
し、光照射部材４０及びＣＣＤカメラ５０側を順次移動
させ同様にして欠陥判別を行わせるようにしてもよい。

【００３５】更に、本実施例では、スリット４１を介し
て検査光をＬＶＤ３０の外周端縁部からその内部に投射
した場合について説明したが、この例に限らずＬＶＤ３
０の中心開口の内周端縁部からその内部に検査光を投射
し、同様にして欠陥判別を行わせるようにしてもよい。
更には、外光の影響により検出レベルの低下を防止する
ために、暗室環境内で欠陥判別を行うことがこのまし
い。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディスク
欠陥検査装置によれば、検査光投射手段によってディス
ク基板の端縁部側からディスク基板内部に検査光を投射
し、欠陥検知手段によりディスク基板の表面から出射す
る散乱反射光からディスクの欠陥を検知するようにし
た。

【００３７】つまり、検査光がディスク基板内部を全反
射によって進行し、ディスク基板内部又は表面の欠陥部
分に到達すると、検査光は散乱反射されディスク基板表
面から出射する。塵埃等はディスク基板表面に密着せず
浮いた状態で付いているため、これによって検査光が散
乱反射されてしまうことがない。またディスク基板内部
に入射した検査光は、欠陥の無い部分では全反射によっ
て進行するため、塵埃等を欠陥として誤検知してしまう
ようなこともなく、しかも欠陥部分と非欠陥部分との輝
度のレベル差を大きくすることができる。

【００３８】したがって、ディスク基板の端縁部側から
ディスク基板内部に検査光を投射することにより、欠陥
及び欠陥の種別の判断を容易に行うことが可能となり、
作業効率及び欠陥の検出精度の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のディスク欠陥検査装置の一例を示す図で
ある。

【図２】図１のディスク欠陥検査装置による欠陥の検出
状態を示す図である。

【図３】図１のディスク欠陥検査装置による欠陥の検出
状態を示す図である。

【図４】図１のディスク欠陥検査装置による欠陥の検出
状態を示す図である。

【図５】本発明のディスク欠陥検査装置の一実施例を示
す斜視図である。

【図６】図５のディスクの構造を示す図である。

【図７】図１のディスク欠陥検査装置による検査光の進
行状態を示す図である。

【図８】図１のディスクに傷が付いている場合を示す図
である。

【図９】図１のディスクに接着剤が付いている場合を示
す図である。

【図１０】図１のディスクに塵埃が付いている場合を示
す図である。

【図１１】図１のディスクに気泡が存在している場合を
示す図である。

【図１２】図８乃至図１１の欠陥による輝度のレベル差
を示す図である。

【符号の説明】

３０ ＬＶＤ ４０ 光照射部材 ３１ ディスク基板 ３２ 反射膜 ４０ 光照射部材 ４１ スリット ４３ 投光部材 ４４ 光ファイバ ５０ ＣＣＤカメラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一面側に情報に対応した信号が記録され
   ている透明なディスク基板からなるディスクの欠陥を光
   学的に検査するためのディスク欠陥検査装置であって、 前記ディスク基板の端縁部側からディスク基板内部に検
   査光を投射する検査光投射手段と、 前記ディスク基板の表面から出射する散乱反射光を受光
   してディスクの欠陥を検知する欠陥検知手段とを具備す
   ることを特徴とするディスク欠陥検査装置。