JPS61214248A - 光デイスク記録媒体の検査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク記録媒体の品質評価などに用いる
検査装置に関する。

〔従来の技術〕

光ディスク記録媒体の生産プロセスの最終段においては
、光ディスク記録媒体の品質評価が行なわれる。これは
、光ディスク記録媒体には、物理的欠陥を避けることが
できず、光ディスク記録媒体を使用する場合、この欠陥
によってデータの書き込みや読み出しが不能になってし
まうために、出荷される前に、完成した光ディスク記録
媒体の欠陥の大きさや分布などを知り、使用に耐えない
不良のものを除くようにするためである。また、光ディ
スク記録媒体の欠陥を検査することにより、欠陥の発生
原因を究明し、光ディスク記録媒体の品質向上をはかる
ことも必要となる。

かかる光ディスク記録媒体の品質評価は、目視による大
きい欠陥の検査と、光ディスク記録媒体を光学的に走査
して電気信号を得、この電気信号から欠陥データを得る
小さい欠陥の検査とによるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、前者の大欠陥の検査は、個々の光ディスク記
録媒体に対して迅速に行なえるが、その反面、熟練を要
するし、また、個人差などによって検査結果が影響され
ることから、検査の精度や検査結果の信頼性に問題があ
る。また、後者の小欠陥の検査は、光ビームで光ディス
ク記録媒体のトラックに沿って走査し、これによって得
られた電気信号のレベル変化から欠陥を検出するもので
あるから、実際にデータが書き込まれる部分での欠陥が
正確に検出でき、検査精度や信頼性の点で非常に優れた
ものであるが、トラックに沿って走査しなければならな
いことが、光ディスク記録媒体の検査に非常に長い時間
を要することになり、また、検査装置が大規模になると
いう問題があった。

本発明の目的は、かかる従来技術の問題点を解消するも
のであって、検査時間を大幅に短縮し、検査精度や信頼
性を高めることができ、構成の簡略化を実現した光ディ
スク記録媒体の検査装置を提供するにある。

〔問題点を解消するための手段〕

このために、本発明は、直交する２方向に走査する画像
センサにより、光ディスク記録媒体のデータ記録面での
物理的形状に応じた画像信号を得、該画像信号から欠陥
のみを検出できるようにしたものである。かかる画像セ
ンサによると、該データ記録面での比較的広い範囲を短
時間で走査できる。この場合、光ディスク記録媒体には
、既にトラッキングのための案内溝が形成されており、
該案内溝などによる光ビームの乱反射などにより、画像
センサが発生する画像信号にレベル変動が生じ、これを
欠陥として検出するおそれがある。そこで、本発明では
、光ディスク記録媒体に全く欠陥がない理想的な状態で
のデータ記録面の物理的形状に応じた基準画像パターン
を、たとえば、シミュレーション技術などによって得、
この画像パターンによる画像信号を前記画像センサから
の画像信号から減算することにより、欠陥のみからなる
画像信号を得るようにしている。これにより、迅速な走
査を行なう画像センサを用い、高い精度でかつ高い信頼
性でもって欠陥の検出が行なえるのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第１図は本発明による光ディスク記録媒体の一実施例を
示す構成図であって、■は光ディスク記録媒体、２は基
板、３は記録膜、４はモータ、５はマスク、６は透孔、
７は位置センサ、８は光源、９はハーフミラ−１１０は
レンズ、１１は画像センサ、１２はレベル比較器、１３
はアナログ−ディジタル変換器、１４は処理回路、１５
は基準画像パターン発生器、１６はバッファメモリ、１
７は演算回路、１８はメモリインターフェイス、１９は
データメモリ、２０は演算器、２１はアドレス発生器、
２２はコントローラである。

同図において、光ディスク記録媒体１は、その記録膜３
が画像センサ１１側となるように、モータ４で回転可能
に取り付けられており、また、この記録膜３の前面に透
孔６を有するマスク５が設けられている、光源８からの
光はハーフミラ−９で反射され、光ディスク記録媒体１
の記録膜３に照射される。この記録膜３の反射光はハー
フミラ−９、レンズ１０を通過して画像センサ１１で受
光される。

ハーフミラ−９で反射された光の領域は、第２図に示す
ように、光ディスク記録媒体ｌの全表面の１／４の部分
を含む一点鎖線でかこんだ領域Ａであり、画像センサ１
１では、レンズ１０により、この領域Ａの像が結像され
る。また、マスク５は、同じ（第２図に示すように、領
域Ａを含まない任意の領域の光ディスク記録媒体１の表
面を覆っている。なお、このマスク５は必ず設けなけれ
ばならないものではない。

画像メモリ１１は、コントローラ２２からの同期信号Ｓ
により、直交する２方向に走査し、レンズ１０によって
結像された光像に応じたアナログ画像信号ａを発生する
。この画像メモリ１１の走査領域は、第２図に示す領域
Ａとほぼ等しく、ビデオカメラのように、図面上縦方向
を垂直走査方向、これに直交する方向を水平走査方向と
している。したがって、画像メモリ１１から得られるア
ナログ画像信号ａは光ディスク記録媒体１のデータ記録
面（記録膜３の表面）の物理的形状に応じて振幅が変化
するが、解像度が充分高くなるように、画像センサ１１
の水平走査線数や走査速度などが適宜設定されている。

ところで、第２図から明らかなように、画像センサ１１
は光ディスク記録媒体１以外の領域も走査するから、ア
ナログ画像信号ａは光学ディスク記録媒体１の部分を表
わす画像内容の信号期間とそれ以外の部分を表わす画像
内容の信号期間とからなる。これら信号期間の間には大
きなレベル差があり、このことから、レベル比較器１２
でアナログ画像信号ａと所定レベルの基準電圧Ｖ　ｒ＊
ｆとを比較することにより（第３図＋８））、光ディス
ク記録媒体ｌの部分を表わす画像内容のアナログ信号ｂ
（第３図山））を抽出するとともに、このアナログ信号
すの期間を表わすゲート信号Ｃ（第３図（Ｃ））を形成
する。このゲート信号Ｃはコントローラ２２に供給され
、これによってコントローラ２２はアナログ−ディジタ
ル変換器１３を動作させ、ゲート信号Ｃの期間、アナロ
グ信号すを所定ビット数のディジタル画像信号に変換す
る。

なお、レベル比較器１２がアナログ画像信号ａからアナ
ログ信号すを抽出するようにしたのは、ディジタル化に
際してのアナログ画像信号ａに含まれる基準電圧■、、
、ｆ以下の不要な直流レベルを除くためであり、これに
よって、アナログ信号すのレヘルを細かく量子化できる
。

ところで、光ディスク記録媒体１には、既にトラッキン
グのための案内溝が形成されているし、また、トラック
毎にセクタアドレスやトラックアドレスなどが書き込ま
れており、これらによって照射される光は乱反射される
。したがって、画像センサ１１から発生されるアナログ
画像信号ａには、かかる乱反射による振動を含んでいる
。したがって、アナログ−ディジタル変換器１３で生成
されるディジタル画像信号Ｃにも、アナログ画像信号ａ
の振動によるディジタル値の変動が現われることとなる
。この変動ば、上述から明らかなように、案内溝やアド
レスを表わすものであり、かかる変動を含んだままでデ
ィジタル画像信号Ｃから欠陥を検出するようにしたので
は、かかる変動も欠陥として検出され、この結果、誤っ
た検査結果が得られることになる。

そこで、ディジタル画像信号Ｃは処理回路１４に供給さ
れ、欠陥がない理想的な仮想光ディスク記録媒体におけ
るデータ記録面の物理的形状に応じた基準画像パターン
が格納された基準画像パターン発生器１５からの基準画
像信号ｄを用いて処理され、光ディスク記録媒体ｌ上の
アドレスや案内溝によるディジタル値の変動が除かれて
欠陥のみを含むディジタルデータｅが形成される。

このディジタルデータｅはバッファメモリ１６に記憶さ
れ、画像センサ１１の全走査期間が完了すると、光ディ
スク記録媒体１のセクト毎にディジタルデータｅが演算
回路１７に供給され、セクタ毎のディジタルデータｅの
平均値を算出するとともに、この平均値に対する対応す
るセクタのデイジタルデータｅの順次の差を表わす差値
データｆが形成され、順次メモリインターフェイス１８
を介してデータメモリ１９に供給されて書き込まれる。

この差値データｒが欠陥であるか否かを表わすデータ（
すなわち、アドレスや案内溝がないときのデータ記録面
での物理的形状を表わすデータ）である。

一方、アドレス発生器２１には、光ディスク記録媒体ｌ
のデータ記録面での位置を表わす位置アドレスが格納さ
れており、データメモリ１９での差値データが書き込ま
れる番地とこれに対する位置アドレスが格納されている
アドレス発生器２１の番地とが等しくなるようにしてい
る。

画像センサ１１の全走査が完了し、第２図に示す領域Ａ
における光ディスク記録媒体１の１／４のデータ記録面
に対する差値データｆがデータメモリ１９に格納される
と、次に、モータ４によって光ディスク１は１／４回転
され、光ディスク記録媒体ｌのディスク記録面の画像セ
ンサ１１による新たな走査領域を設定し、同様にして、
この走査領域に対する差値データｆを得てデータメモリ
１９に格納する。以下、モータ４によって光ディスク記
録媒体１を１／４ずつ回転させることにより、夫々に対
する差値データｆを得る。このようにして、光ディスク
記録媒体１のデータ記録面全体のアドレスや案内溝がな
いときの物理的形状を表わす差値がデータメモリ１９に
得られる。

以上説明した動作は、位置センサ７の検出出力を基準に
して行なわれるが、以下、この点について説明する。

まず、光ディスク記録媒体１に設定されているセクタの
数は４の倍数とする。これによって、光ディスク記録媒
体１を周方向に４等分した各区割中には、整数個のセク
タが存在する。いま、セクタアドレスが零のセクタでの
セクタアドレス信号の記録位置が、第２図に示す領域Ａ
の左辺、すなわち、画像センサ１１の水平走査開始位置
になるように、画像センサ１１による走査領域を設定す
ると、全セクタ数を４０とした場合、光ディスク記録媒
体１を上記のように１／４ずつ回転させて画像センサ１
１による走査位置を夫々設定したとき、夫々における領
域Ａの左辺に位置するセクタアドレスはｎ、２ｎ、３ｎ
となる。

一方、光ディスク記録媒体１の記録膜３側に設けられた
マスク５の透孔６を通して位置センサ７から光ビームが
照射され、モータ４による光ディスク記録媒体１の回転
時に、セクタアドレスを読み取る。この位置センサ７で
読み取られるセクタアドレスと第２図の領域Ａの左辺に
位置するセクタアドレスとは、位置センサ７による光デ
ィスク記録媒体ｌ上の光ビーム照射位置によって一意的
に決まる。そこで、位置センサ７で読み取られたアドレ
スはコントローラ２２に供給され、特定のアドレスが検
出されるまでモータ４を回転駆動する。位置センサ７が
この特定のアドレスを検出すると、コントローラ２２は
モータ４を停止させる。

これによって、光ディスク記録媒体１上のセクタアドレ
スＯ，ｎ、２ｎ、３ｎのセクタが第２図の領域Ａの左辺
に位置するように、光ディスク記録媒体１を正確に１７
４ずつ回転させることができ光ディスク記録媒体１のデ
ータ記録面での位置は、光ディスク記録媒体１の中心Ｏ
を原点とするＸ−Ｙ座標系で表わされ、零のセクタアド
レスが書き込まれている径方向と中心０を含む直線をＹ
軸とし、これに直交する中心０を含む直線をＸ軸とする
。したがって、光ディスク記録媒体のデータ記録面側は
４つの象現に区分され、各象現毎に画像センサ１１で走
査されて差値データｆを得るようにしている０画像セン
サ１１が光ディスク記録媒体１のいかなる象現を走査す
るかは、コントローラ２２において位置センサ７から読
み取られたセクタアドレスによって判定される。

基準画像パターン発生器１５には、上記の各象現毎の基
準画像パターンが格納されており、上記のようにして画
像センサ１１による光ディスク記録媒体１の走査領域が
設定されると、基準画像パターン発生器１５は、コント
ローラ２２の制御の下に、アナログ−ディジタル変換器
１３によるディジタル信号すのサンプル点に対応した基
準画像信号ｄの画素データを処理回路１４に供給する。

この画素データは、アナログ−ディジタル変換器１３が
出力するディジタル信号Ｃのディジタル値に光ディスク
記録媒体１での案内溝やアドレスの内容を含んでいると
きには、この内容を相殺してしまう内容を含んでおり、
これによって、処理回路１４からは欠陥データのみを含
むディジタル信号ｅが得られる。

なお、かかる基準画像パターンは、たとえば、シミュレ
ーション技術などによって得ることができる。

また、位置アドレスメモリ２１には、先の光ディスク記
録媒体１上のＸ−Ｙ座標による位置アドレス信号が格納
されている。

以上のようにして、光ディスク記録媒体１のデータ記録
面の欠陥のみによる物理的な形状を表わすデータがデー
タメモリ１９に得られ、このデータに対する位置がアド
レスメモリ２１に格納されている。

データメモリ１９とアドレスメモリ２１の内容は同時に
読み出され、夫々演算回路２０に供給される。演算回路
２０はこれらの内容を処理し、光ディスク記録媒体１の
データ記録面全体での欠陥の大きさ、形状、分布などの
欠陥に関するデータを形成する。

データから欠陥を表わすもの（すなわち、欠陥データ）
を抽出し、これとともに、この欠陥データに対する位置
アドレスをアドレス発生器２１からの′位置アドレスか
ら抽出する。これらから、たとえば、位置アドレスが互
いに隣り合う一群の欠陥データは１つの欠陥を表わして
おり、この一群の欠陥データの個数を計数することによ
り、欠陥の大きさを知ることができる。また、この一群
の欠陥データの分布から欠陥の形状を知ることができる
し、欠陥データ群のセクタ当りの数などから欠陥の分布
を知ることができる。さらに、差値データは所定ビット
のディジタルデータであるから、欠陥のくぼみ形状も知
ることができる。

このようにして得られるデータから光ディスク記録媒体
の品質評価を行なう方法としては、たとば、所定以上の
大きさの欠陥が存在する場合あるいは所定数以上の欠陥
が存在する場合などの条件をつけ、光ディスク記録媒体
の品質の良否を判定するようにしてもよい、また、欠陥
の大きさ、形状、分布などを欠陥の発生原因を究明する
ための資料とすることができる。

以上のようにして、この実施例では、光ディスク記録媒
体１のデータ記録面を迅速に走査しながら、既に該デー
タ記録面に形成されているアドレスや案内溝に影響され
ず、欠陥に関するデータを得ることができ、迅速かつ高
い精度で光ディスク記録媒体の品質評価を行なうことが
できる。

第４図は本発明による光ディスク記録媒体の検査装置の
他の実施例を示す要部ブロック図であって、２３はゲー
ト回路、２４はアドレスメモリであり、第１ｒｇＪに対
応する部分には同一符号をつけている。

第１図に示した実施例は、データメモリ１９に光ディス
ク記録媒体１のデータ記録面全体に関するデータを書き
込むようにしたものであるが、第４図に示すこの実施例
では、データメモリ１９に欠陥を表わすデータ（すなわ
ち、欠陥データ）のみを書き込むようにしたものである
。

すなわち、アドレスメモリ２１には、先の実施例と同様
に、光ディスク記録媒体１のデータ記録面の全ての位置
を表わす位置アドレスが格納されており、コントローラ
２２　（第１図）の制御のもとに、演算回路１７がバッ
ファメモリ１６からディジタルデータを取り込んで差値
データを形成する毎に、このディジタルデータに対する
位置アドレスを出力する。演算回８１７は、この差値デ
ータが欠陥データであるときのみ、この差値データを出
力し、これと同時に、ゲート回路２３をオン状態にする
。これによって、欠陥データに対する位置アドレスのみ
がアドレスメモリ２４に書き込まれ、また、データメモ
リ１９には、欠陥データのみが書き込まれる。

以上の実施例では、画像上ンサｌ【が光ディスク記録媒
体ｌのデータ記録面の１７４の部分を一度に走査するも
のであったが、第５図に示すように、マスク５によって
データ記録面を１セクタだけ露出させるようにすること
により、１セクタ毎に画像センサ１１が走査するように
してもよい。

また、これにより、特定のセクタのみを検査することが
可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、簡単なハードウ
ェア構成で、欠陥検査の精度を高めるとともに検査時間
の大幅な短縮が可能となり、光ディスク記録媒体の品質
評価を高い信頼性でもって迅速に行なうことができると
いう優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ディスク記録媒体の検査装置の
一実施例を示す構成図、第２図は第１図における画像セ
ンサによる光ディスク記録媒体の走査領域の一興体例を
示す説明図、第３図は第１図におけるレベル比較器の動
作説明図、第４図は本発明による光ディスク記録媒体の
検査装置の他の実施例を示す要部ブロック図、第５図は
本発明による光ディスク記録媒体の検査装置のさらに他
の実施例を示す要部構成図である。 １・・・・光ディスク記録媒体、１１・・・・画像セン
サ、１３・・・・アナログ−ディジタル変換器、１４・
・・・処理回路、１５・・・・基準画像パターン発生器
、１７・・・・演算回路、１９・・・・データメモリ、
２０・・・・演算回路。 代理人　弁理士　　武　　顕次部（ほか１名）第２図 第３図 ＜Ｃ） 第４図 第５図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）予じめトラッキング用の案内溝が形成されており
   、かつ各セクタ毎にアドレス情報が書き込まれている光
   ディスク記録媒体の検査装置において、該光ディスク記
   録媒体のデータ記録面を直交する２方向に走査し該デー
   タ記録面での物理的形状に応じたアナログ画像信号を発
   生する画像センサと、該アナログ画像信号をディジタル
   画像信号に変換するアナログ−ディジタル変換器と、該
   ディジタル画像信号から前記データ記録面上の少なくと
   も案内溝を表わす信号成分を除去する信号成分除去装置
   と、該信号成分除去装置からの該ディジタル画像信号を
   演算処理して前記データ記録面での物理的欠陥を表わす
   データを生成する演算器と、該データを格納するメモリ
   を有し、前記データ記録面での物理的欠陥を検出可能に
   構成したことを特徴とする光ディスク記録媒体の検査装
   置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記画像セ
   ンサは、１回の二次元走査によつて前記データ記録面の
   １セクタ部分のアナログ画像信号を発生することを特徴
   とする光ディスク記録媒体の検査装置。
3. （３）特許請求の範囲第（２）項において、前記アナロ
   グ画像信号は、前記１セクタ部分をアドレス書込領域を
   除いた領域の物理的形状に応じたものであることを特徴
   とする光ディスク記録媒体の検査装置。
4. （４）特許請求の範囲第（１）項、第（２）項または第
   （３）項において、前記信号成分除去装置は、前記デー
   タ記録面の物理的欠陥がないときの物理的形状に応じた
   基準パターン信号を発生する基準パターン発生器と、前
   記アナログ−ディジタル変換器からの前記ディジタル画
   像信号から該基準パターン信号を減算する減算器とから
   なることを特徴とする光ディスク記録媒体の検査装置。