JPS59126204A - 光デイスク用溝付き円板の測定装置 - Google Patents
光デイスク用溝付き円板の測定装置Info
- Publication number
- JPS59126204A JPS59126204A JP23374882A JP23374882A JPS59126204A JP S59126204 A JPS59126204 A JP S59126204A JP 23374882 A JP23374882 A JP 23374882A JP 23374882 A JP23374882 A JP 23374882A JP S59126204 A JPS59126204 A JP S59126204A
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- Japan
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- light
- reflected
- diffracted light
- disc
- grooved
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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
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (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】
（１〕 発明、−の技術分野
本発明は光デイスク用溝付き円板の測定装置に係り、特
に前記円板の溝形状を非接触で測定する装置に関するも
のである。
に前記円板の溝形状を非接触で測定する装置に関するも
のである。
■）従来技術と問題点
従来、光デイスク用溝付き円板の溝形状を測定するには
、溝幅に関しては顕微鏡、溝深さに関してはタリステッ
プのような触針式の表面粗さ検出機を使用していたが、
通常これらの溝幅は１μ以下、溝深さは１．０００λ程
度であるため、溝幅に関しては０．１μ以下の測定精度
が要求されるが顕微鏡でこの精度を達成するのは困難で
あり、また溝深さに関しては触針式であるため測定対象
物である溝付き円板に傷を付けてしまうことと、測定精
度も劣るという欠点があった。
、溝幅に関しては顕微鏡、溝深さに関してはタリステッ
プのような触針式の表面粗さ検出機を使用していたが、
通常これらの溝幅は１μ以下、溝深さは１．０００λ程
度であるため、溝幅に関しては０．１μ以下の測定精度
が要求されるが顕微鏡でこの精度を達成するのは困難で
あり、また溝深さに関しては触針式であるため測定対象
物である溝付き円板に傷を付けてしまうことと、測定精
度も劣るという欠点があった。
史に上記従来の手段では光デイスク用溝付き円板（例え
ば直径３５６ｍｍ）のような大面積のものを測定するこ
とは非常に工数がかかるという欠点があった。
ば直径３５６ｍｍ）のような大面積のものを測定するこ
とは非常に工数がかかるという欠点があった。
（３） 発明の目的
本発明は上記従来の欠点に鑑みなされたもので、光ディ
スク用壽付き円板にレーザ光を照射して得ら、れる回折
光の光強度から溝形状を測定することを目的とするもの
である。
スク用壽付き円板にレーザ光を照射して得ら、れる回折
光の光強度から溝形状を測定することを目的とするもの
である。
（滲 発明の構成
そしてこの目的は本発明によれば回転軸を有しかつ径方
向に摺動可能な＃動ステージに軸着載置した光デイスク
用溝付き円板と、該光デイスク用溝付き円板にレーザ光
を照射するレーザ照射管と、レーザ光を照射して得られ
る回折光の光強度を検知する光検知器と、該光検知器か
らの検知信号を処理する測定回路とを有することを特徴
とする晃ディスク用溝付き円板の測定装置を提供するこ
とによって達成される。
向に摺動可能な＃動ステージに軸着載置した光デイスク
用溝付き円板と、該光デイスク用溝付き円板にレーザ光
を照射するレーザ照射管と、レーザ光を照射して得られ
る回折光の光強度を検知する光検知器と、該光検知器か
らの検知信号を処理する測定回路とを有することを特徴
とする晃ディスク用溝付き円板の測定装置を提供するこ
とによって達成される。
（５）発明の実施例
本発明は光デイスク用溝付き円板の装造工程における溝
付きカラス原盤（透明）または溝付き金属原盤の溝形状
の測定に当り、これらを回折格子とみなして狭面にレー
ザ光を照射し、得らそる回折光のうち透過−次光と透過
二次光または反射−次光と反射二次光の強度比から次の
ようにして溝幅を求めることができる。なお、この場合
の回折光は一次光、二次光に限らず高次数のものであっ
ても良いが、次数が高くなるほど暗ぐなるので低次数の
回折光を使用するのが好ましい。
付きカラス原盤（透明）または溝付き金属原盤の溝形状
の測定に当り、これらを回折格子とみなして狭面にレー
ザ光を照射し、得らそる回折光のうち透過−次光と透過
二次光または反射−次光と反射二次光の強度比から次の
ようにして溝幅を求めることができる。なお、この場合
の回折光は一次光、二次光に限らず高次数のものであっ
ても良いが、次数が高くなるほど暗ぐなるので低次数の
回折光を使用するのが好ましい。
まず、Ｐを溝と溝の間隙（通常、原盤では一定値）、Ｗ
を溝幅、ψを位相差（溝のない部分と、ちる部分からの
それぞれの光の位相差）とすると 一次光強度Ｊ ＝２’（−！−５ｉｎ ”）２（１−
ｃｏｓψ）１ π Ｆ ・・・・・・・・・■ 二次光強度Ｊ ＝ ２ （−Ｌｓ ｉｎ シｂ２（１
−ｃｏｓψ）２２π Ｐ ・・・・・・・・・■ ■、■式より れば１１１４幅が求まる。
を溝幅、ψを位相差（溝のない部分と、ちる部分からの
それぞれの光の位相差）とすると 一次光強度Ｊ ＝２’（−！−５ｉｎ ”）２（１−
ｃｏｓψ）１ π Ｆ ・・・・・・・・・■ 二次光強度Ｊ ＝ ２ （−Ｌｓ ｉｎ シｂ２（１
−ｃｏｓψ）２２π Ｐ ・・・・・・・・・■ ■、■式より れば１１１４幅が求まる。
次に、透過−次回舌先と反射−次回舌先との強度比また
は透過二次回折光と反射二次回折光との強度比から次の
ようにして＃深さを求めることができる。即ち、 透過−次回折光強度をＪｌ（Ａ）、反射−次回折光強度
をＪｌ（Ｂ）、それぞれの位相差を瓢、釉とすると、測
定波長における反射、透過、吸収を全て補正できると仮
定して、 （λは波長、ｎｌ、ｎ２は屈折率、ｈは溝深さ）以下に
その実施例を示す。
は透過二次回折光と反射二次回折光との強度比から次の
ようにして＃深さを求めることができる。即ち、 透過−次回折光強度をＪｌ（Ａ）、反射−次回折光強度
をＪｌ（Ｂ）、それぞれの位相差を瓢、釉とすると、測
定波長における反射、透過、吸収を全て補正できると仮
定して、 （λは波長、ｎｌ、ｎ２は屈折率、ｈは溝深さ）以下に
その実施例を示す。
第１図は光デイスク用溝付き円板の測定装置を示す概略
斜視図でるる。同図において、１は移動ステージであり
回転＠２を有していてかつその径方向に摺動可能になっ
ている。回転軸２には光デイスク用溝付きガラス円板（
以下ガラス円板という）３ａが水平に＠層載直されてい
る。このガラス円板３ａ面には多数の円形病が孔４を中
心として径方向に刻設されている。５ａはカラス円板３
ａにレーザ光を照射するレーザ照射管であり、光路変換
用ミラー６ａを介してガラス円板３ａに垂直に入射させ
る。するとレーザ光はガラス円板３ａ表面の溝が回折格
子となって透過回折光と反射回折光が得られる。これら
の回折光はカラス円板３ａの下方に設けられた透過−次
光用光検知器７ａ’ｂ同二次光用光検知器８によｐｌま
だ反射回折光はガラス円板３ａの上方に設けられた反射
−次元用光検知器９によシ受光される。上記各検知器７
ａ１８．９にはフォトトランジスタ、フォトダイオード
等が使用され、該検知器からの出力は第２図に示す測定
回路により処理される。同図において７ａ１８．９はそ
れぞれ第１図の透過−次光月光検知器、透過二次元用光
検知器、反射−次元用光検知器に相当する。これらの各
検知器で発生する光電流は電流・電圧変換回路１０ａ、
１０ｂ、１０ｃにより’に圧に変換されかつ増幅される
。
斜視図でるる。同図において、１は移動ステージであり
回転＠２を有していてかつその径方向に摺動可能になっ
ている。回転軸２には光デイスク用溝付きガラス円板（
以下ガラス円板という）３ａが水平に＠層載直されてい
る。このガラス円板３ａ面には多数の円形病が孔４を中
心として径方向に刻設されている。５ａはカラス円板３
ａにレーザ光を照射するレーザ照射管であり、光路変換
用ミラー６ａを介してガラス円板３ａに垂直に入射させ
る。するとレーザ光はガラス円板３ａ表面の溝が回折格
子となって透過回折光と反射回折光が得られる。これら
の回折光はカラス円板３ａの下方に設けられた透過−次
光用光検知器７ａ’ｂ同二次光用光検知器８によｐｌま
だ反射回折光はガラス円板３ａの上方に設けられた反射
−次元用光検知器９によシ受光される。上記各検知器７
ａ１８．９にはフォトトランジスタ、フォトダイオード
等が使用され、該検知器からの出力は第２図に示す測定
回路により処理される。同図において７ａ１８．９はそ
れぞれ第１図の透過−次光月光検知器、透過二次元用光
検知器、反射−次元用光検知器に相当する。これらの各
検知器で発生する光電流は電流・電圧変換回路１０ａ、
１０ｂ、１０ｃにより’に圧に変換されかつ増幅される
。
し電圧壜幅された信号は、ローパスフィルタ１１ａ、１
ｉｂｓｉｉｃによって、ガラス円板３ａの回転時の光の
乱れや局部的なカラス円板３ａの欠陥などによる光の乱
れによる信号がカットされる。こうしてローパスフィル
タｉｉａ、ｉｉｂ。
ｉｂｓｉｉｃによって、ガラス円板３ａの回転時の光の
乱れや局部的なカラス円板３ａの欠陥などによる光の乱
れによる信号がカットされる。こうしてローパスフィル
タｉｉａ、ｉｉｂ。
１１Ｃを通過した信号の透過−次光強度（Ｊｌ）、透過
二次光強度（Ｊ２）、反射−次光強度（Ｊｌ）は記■式
により溝幅に関する情報が、出力端子１３ｂからは上記
■式により溝深さに関する情報が得られることに々る。
二次光強度（Ｊ２）、反射−次光強度（Ｊｌ）は記■式
により溝幅に関する情報が、出力端子１３ｂからは上記
■式により溝深さに関する情報が得られることに々る。
次に、第３図は本発明装置を使用して光デイスク用溝付
き金属原板（以下金属原板という）３ｂの溝形状を測定
する場合の実施例を示す概略斜視図である。金属原板３
ｂはガラス円＆３ａと異なり、光が通過しないので反射
光により溝形状を測定しなければならない。この金属原
板３ｂはガラス円板３ａにプラスチック被膜を作ってそ
の表面の凹凸を転写したものであシ、一種のレプリカと
呼ばれるものである。この場合は反射−次回舌先と反射
二次回折光の強度比から上記と同様に■、■式より溝幅
に関する情報を求めるものである。なお、溝深さに関す
る情報は上記■、■式より反射−次回舌先と反射二次回
折光との強度比を求め、この強度比によυハーフミラー
１６により反射させて光検知器９によジ得られた反射−
次回折光強度を補正すえことによジ得られる。
き金属原板（以下金属原板という）３ｂの溝形状を測定
する場合の実施例を示す概略斜視図である。金属原板３
ｂはガラス円＆３ａと異なり、光が通過しないので反射
光により溝形状を測定しなければならない。この金属原
板３ｂはガラス円板３ａにプラスチック被膜を作ってそ
の表面の凹凸を転写したものであシ、一種のレプリカと
呼ばれるものである。この場合は反射−次回舌先と反射
二次回折光の強度比から上記と同様に■、■式より溝幅
に関する情報を求めるものである。なお、溝深さに関す
る情報は上記■、■式より反射−次回舌先と反射二次回
折光との強度比を求め、この強度比によυハーフミラー
１６により反射させて光検知器９によジ得られた反射−
次回折光強度を補正すえことによジ得られる。
一方、ガラス円板３ａに波長の異なるレーザ光を照射し
てそれぞれの回折光を得ることによシ溝深さを求めるこ
ともできる。只１」ちそれぞれの回折光による透過−次
光同士の強度比または反射−次光同士の強度比または透
過−次光と反射−次光の強度比を知ることにより、溝幅
に関係・なく波長の異なる２種類のレーザ光を用いて位
相の変化即ち溝深さを求めることができるものである。
てそれぞれの回折光を得ることによシ溝深さを求めるこ
ともできる。只１」ちそれぞれの回折光による透過−次
光同士の強度比または反射−次光同士の強度比または透
過−次光と反射−次光の強度比を知ることにより、溝幅
に関係・なく波長の異なる２種類のレーザ光を用いて位
相の変化即ち溝深さを求めることができるものである。
これを式で示すと、第一のレーザ光による透過−次光強
度Ｊ１（Ａ）、第２のレーザ光による反射−次光強度を
Ｊ□（Ｂ）とすれば、測定波長における反射、透過、吸
収を全て補正できると仮定して ２π ２π ここにψＡ ＝、、 ” ｎ ｌ ” ２ ｈ’ ψＢ
−７Ｂ ” ｎ］ ” ２１〕（λＡ１ λＢは第１、
第２の光の波長、１１１は１出折率、ｈは溝深さ） 第４図はその測定装置の概略斜視図である。同図におい
て、５ａ、５ｂは波長の異なる２種類のレーザ光（例え
ば５ａがＨｅ −Ｎｅレーザと５ｂがＨｅ −Ｃｄレー
ザ）のレーザ照射管で、それぞれ光路変換用ミラー５ａ
、５ｂでカラス円板３ａに垂直に入射させる。これらの
レーザ光はカラス円板３ａにより回折され、それぞれの
レーザ光の透過−次光がガラス円板３ａの下方に設けら
れた光検知器７ａ、７ｂにより受光される。
度Ｊ１（Ａ）、第２のレーザ光による反射−次光強度を
Ｊ□（Ｂ）とすれば、測定波長における反射、透過、吸
収を全て補正できると仮定して ２π ２π ここにψＡ ＝、、 ” ｎ ｌ ” ２ ｈ’ ψＢ
−７Ｂ ” ｎ］ ” ２１〕（λＡ１ λＢは第１、
第２の光の波長、１１１は１出折率、ｈは溝深さ） 第４図はその測定装置の概略斜視図である。同図におい
て、５ａ、５ｂは波長の異なる２種類のレーザ光（例え
ば５ａがＨｅ −Ｎｅレーザと５ｂがＨｅ −Ｃｄレー
ザ）のレーザ照射管で、それぞれ光路変換用ミラー５ａ
、５ｂでカラス円板３ａに垂直に入射させる。これらの
レーザ光はカラス円板３ａにより回折され、それぞれの
レーザ光の透過−次光がガラス円板３ａの下方に設けら
れた光検知器７ａ、７ｂにより受光される。
この光検知器７ａ、７ｂの出力を第５図に示す測定回路
で処理する。即ち、上記と同様に電流電圧変換回路ｉ
Ｑａ、ｉ ０ｄ、 ローパスフィルり１１ａ、１１ｄ’
をそれぞれ通過した）ｉｅ −Ｎｅ ｖ −ザの透過−
仄光強朋（Ｊ １） 、Ｈｅ−Ｃｄレーザの反Ｊ′ 射〜次光強度（Ｊ′１）は除算器１２Ｃにより １／Ｊ
１が演算され、出力端子１３Ｃから上記■式により溝深
さを得ることができる。
で処理する。即ち、上記と同様に電流電圧変換回路ｉ
Ｑａ、ｉ ０ｄ、 ローパスフィルり１１ａ、１１ｄ’
をそれぞれ通過した）ｉｅ −Ｎｅ ｖ −ザの透過−
仄光強朋（Ｊ １） 、Ｈｅ−Ｃｄレーザの反Ｊ′ 射〜次光強度（Ｊ′１）は除算器１２Ｃにより １／Ｊ
１が演算され、出力端子１３Ｃから上記■式により溝深
さを得ることができる。
（６） 発明の効果
以上詳細に説明したように、本発明に係る測定装置によ
れは、光デイスク用溝付き円板の溝形状（溝幅及び溝深
さ）の測定に当υ、非接触方式により測定対象物を傷付
けることなく、簡単に、しかも高精度な測定を可能なら
しめる優れた効果がある。
れは、光デイスク用溝付き円板の溝形状（溝幅及び溝深
さ）の測定に当υ、非接触方式により測定対象物を傷付
けることなく、簡単に、しかも高精度な測定を可能なら
しめる優れた効果がある。
第１図゛は本発明による光ディスク用溝側き円板の測定
装置を示す概略斜視図、第２図は第１図の測定回路図、
第３図及び第４図は光デイスク用溝付き円板の測定装置
の他の実施例を示す概略斜視図、そして第５図は第４図
の測定回路図である。 １・・・・・・移動ステージ ２・・・・・・回転軸
３ａ・・・・・・光、ディスク用溝付きガラス円板３ｂ
・・・・・・光デイスク用溝付き金属原板４・・・・・
・孔 ５ａ、５ｂ・・・・・・レーザ照射管 ６ａ、５ｂ・・・・・・光路変換用ミラー７ａ、ｒｂ・
・・・・・透過−次元用光検知器８・・・・・・透過二
次元用光検知器 ９・・・・・・反射−次元用光検知器 １０ａ１１０ｂ１１０ｃ、１０ｄ・・・・・・電流１電
圧変換回路 １１ａ、 １１ｂ、 １１ｃ、 １１ｄ ・＝・ｏ−パ
スフィルタ１２ａ、１２ｂ、 １２ｃ −−−−−−除
算器１３ａ、 １３ｔ）、 １３Ｃ−−・−・・出力端
子１４・・・・・・反射−次元用光検知器１５・・・・
・・反射二次元用光検知器１６・・・・・・ハーフミラ
− 出願人 富士通株式会社 ・１１１．、÷１ 第１図 、５ａ 第２図 ２ａ 第３ ’−’１ ａ
装置を示す概略斜視図、第２図は第１図の測定回路図、
第３図及び第４図は光デイスク用溝付き円板の測定装置
の他の実施例を示す概略斜視図、そして第５図は第４図
の測定回路図である。 １・・・・・・移動ステージ ２・・・・・・回転軸
３ａ・・・・・・光、ディスク用溝付きガラス円板３ｂ
・・・・・・光デイスク用溝付き金属原板４・・・・・
・孔 ５ａ、５ｂ・・・・・・レーザ照射管 ６ａ、５ｂ・・・・・・光路変換用ミラー７ａ、ｒｂ・
・・・・・透過−次元用光検知器８・・・・・・透過二
次元用光検知器 ９・・・・・・反射−次元用光検知器 １０ａ１１０ｂ１１０ｃ、１０ｄ・・・・・・電流１電
圧変換回路 １１ａ、 １１ｂ、 １１ｃ、 １１ｄ ・＝・ｏ−パ
スフィルタ１２ａ、１２ｂ、 １２ｃ −−−−−−除
算器１３ａ、 １３ｔ）、 １３Ｃ−−・−・・出力端
子１４・・・・・・反射−次元用光検知器１５・・・・
・・反射二次元用光検知器１６・・・・・・ハーフミラ
− 出願人 富士通株式会社 ・１１１．、÷１ 第１図 、５ａ 第２図 ２ａ 第３ ’−’１ ａ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 回転軸を有しかつ径方向に摺動可能な移動ス
テージに軸着載置した光ディスク用溝伺き円板と、該光
ティスフ用溝性き円板にレーザ光を照射するレーザ照射
管と、レーザ光を照射して得られる回折光の光強度を検
知する光検知器と、該光検知器からの検知信号を処理す
る測定回路とを有することを特徴とする光デイスク用溝
付き円板の測定装置。 （２） 回折光は透過回折光または反射回折光である
ことを特徴とする特許請求の範囲第σ）項記載の光デイ
スク用溝付き円板の測定装置。 （３〕 回折光は透過−次回折光と透過二次回折光ま
たは反射−次回折光と反射二次回折光であり、これらの
強度比から光デイスク用溝付き円板の溝幅を測定するよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
載の光デイスク用溝付き円板の測定装置。 （４）回折光は反射−次回折光と反射二次回折光であり
、反射−次回折元の強度を測定し、反射−次回折光強度
と反射二次回折光の強度比で反射−次回折光の強腹を袖
正することにより溝深さを測定することを特徴とする特
許請求の範囲第α）項記載の光ティスフ用溝性き円板の
測定装置。 （５）光デイスク用溝付き円板にレーザ光を照射するレ
ーザ照射管は波長の異なるレーザ光を照射する２種類の
照射管であって、得られるそれぞれの回折光のうち同一
次数の透過光同士の強度比または同一次数の反射光同士
の強度比または同一次数の透過光と反射光の強度比から
それぞれ光デイスク用溝付き円板の溝深さを測定するよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第０）項記載
の光デイスク用溝付き円板の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23374882A JPS59126204A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 光デイスク用溝付き円板の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23374882A JPS59126204A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 光デイスク用溝付き円板の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59126204A true JPS59126204A (ja) | 1984-07-20 |
| JPH0132442B2 JPH0132442B2 (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=16959954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23374882A Granted JPS59126204A (ja) | 1982-12-29 | 1982-12-29 | 光デイスク用溝付き円板の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59126204A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57187604A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-18 | Toshiba Corp | Measurement device of profile |
-
1982
- 1982-12-29 JP JP23374882A patent/JPS59126204A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57187604A (en) * | 1981-05-14 | 1982-11-18 | Toshiba Corp | Measurement device of profile |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0132442B2 (ja) | 1989-06-30 |
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