JPH07249240A - 光ディスク欠陥検査方法及び光ディスク欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ディスクの情報面側の欠陥を検出できるよ
うにすること。 【構成】 光ディスク１に法線から所定角度傾けて光を
照射する。そしてその反射光及び複数の回折光をフォト
ダイオードＰＤ１〜ＰＤ５によって受光する。そして受
光出力を加算手段２によって加算する。弁別手段３によ
り加算出力の低下から欠陥を検出する。更に弁別出力か
ら欠陥の幅を検出する。加算出力の低下レベルから欠陥
の傾きを検出する。そしてこれらの値から欠陥の高さも
検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は種々の形態の光ディスク
の表面状態の異常を検出するための光ディスク欠陥検査
方法及び欠陥検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来光ディスク欠陥検査装置では、光デ
ィスクの鏡面側から光を照明して検査を行っている。従
来の検査装置は、例えば図１３（ａ）に示すように、光
ディスク１０１の鏡面１０１ａ（図中の下面）側にレー
ザダイオード１０２を配置する。そしてレーザダイオー
ド１０２の出射光をコリメータレンズ又はフォーカスレ
ンズ１０３によって光ディスク１０１上の測定対象とな
る鏡面１０１ａで任意の測定ビーム径に集光する。その
反射光をレンズ１０４によって受光素子であるフォトダ
イオード１０５に集光して受光し、反射光の光量を電圧
に変換している。そして受光信号を増幅器１０６によっ
て増幅して鏡面信号を得ている。ここで光ディスク１０
１を回転させ、光の照射位置を変化させることによっ
て、表面状態の異常に基づく鏡面信号の変動から光ディ
スク１０１の表面側の異常状態、即ち突起や窪み等の欠
陥等を検出している。図１３（ｂ）は鏡面信号の一例を
示す波形図であって、その大幅なレベルの低下分Ｓによ
って異常を検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら光ディス
ク欠陥検査装置においては、光ディスクの保護コート面
（情報面）１０１ｂ、即ち図１３（ａ）の上面側の欠陥
をも検出したいという要求がある。この場合鏡面側の検
査装置と同様に、保護コート面にレーザ光を照射し、そ
の反射光を受光することが考えられる。しかしながら光
ディスク１０１内には図示のように記録膜１０１ｃ，反
射膜１０１ｄが形成されており、光ディスクの情報を記
録するためのプリグループやピット部が形成される。こ
の部分のエッジの傾きは均一でないため、保護コート面
側から光を照射したとしても回折光が生じ、反射光と回
折光の強度比が変動することとなる。従って従来の光デ
ィスク欠陥検査装置のように反射光のみを増幅し、所定
の閾値で弁別することによって欠陥を検出しようとして
も、得られる信号は例えば図１３（ｃ）のように大幅に
変動し、ノイズとなる成分Ｎが大きく、Ｓ／Ｎ比が悪い
ため、正常な欠陥検出ができないという問題点があっ
た。

【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、光ディスクの保護コート面（情
報面ともいう）に生じる突起欠陥、その幅や傾き、高さ
を検出できるようにすることを技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、光ディスクをその面に沿って移動し、光ディスクの
情報面に垂直な方向より所定角度傾けて光を照射し、光
ディスクより反射される反射光及び回折光を夫々の受光
領域で受光し、反射光及び回折光の受光信号を加算し、
加算した受光信号を所定の閾値で弁別することにより、
受光のレベルの低下に基づいて光ディスクの情報面に生
じる欠陥を検出することを特徴とするものである。

【０００６】本願の請求項２の発明は、光ディスクを一
定の回転速度で回転駆動し、光ビームの照射位置におけ
る光ディスクの走行速度に反比例した周期を有するクロ
ック信号を発生し、クロック信号を用いて弁別出力が得
られる時間を計数し、計数出力に基づいて欠陥の幅を検
出することを特徴とするものである。

【０００７】本願の請求項３の発明は、光ディスクをそ
の回転中心から光ビームの照射位置までの半径ｒに反比
例する回転速度によって回転駆動し、一定周期のクロッ
ク信号を発生させ、クロック信号を用いて弁別出力を計
数し、計数出力に基づいて欠陥の幅を検出することを特
徴とするものである。

【０００８】本願の請求項４の発明は、弁別手段より所
定値以下の信号が検出された場合に、その信号の低下レ
ベルに基づいて欠陥の傾き角を検出することを特徴とす
るものである。

【０００９】本願の請求項５の発明は、光ディスクを一
定の回転速度で回転駆動し、光ディスクの情報面に垂直
な方向より所定角度傾けて光を照射し、光ディスクより
反射される反射光及び回折光を夫々の受光領域で受光
し、反射光及び回折光の受光信号を加算し、加算した受
光信号を所定の閾値で弁別することにより、受光レベル
の低下を検出し、弁別手段より所定値以下の信号が検出
された場合にその信号の低下レベルに基づいて欠陥の傾
き角を検出し、光ビームの照射位置における光ディスク
の走行速度に反比例した周期を有するクロック信号を発
生し、クロック信号を用いて弁別出力を計数することに
よって欠陥の幅を検出し、計数出力及び欠陥の傾きに基
づいて欠陥の高さを検出することを特徴とするものであ
る。

【００１０】本願の請求項６の発明は、光ディスクをそ
の回転中心から光ビームの照射位置までの半径に反比例
する回転速度によって回転駆動し、光ディスクの情報面
に垂直な方向より所定角度傾けて光を照射し、光ディス
クより反射される反射光及び回折光を夫々の受光領域で
受光し、反射光及び回折光の受光信号を加算し、加算し
た受光信号を所定の閾値で弁別することにより、受光レ
ベルの低下を検出し、弁別手段より所定値以下の信号が
検出された場合にその信号の低下レベルに基づいて欠陥
の傾き角を検出し、一定周期のクロック信号を発生さ
せ、クロック信号を用いて弁別出力が得られる時間を計
数することによって欠陥の幅を検出し、計数出力及び欠
陥の傾き角に基づいて欠陥の高さを検出することを特徴
とするものである。

【００１１】本願の請求項７の発明は、光ディスクをそ
の面に沿って移動する光ディスク移動手段と、光ディス
クの情報面に垂直な方向より所定角度傾けて光を照射す
る投光部と、光ディスクより反射される反射光及び回折
光を夫々の受光位置で受光する受光部と、受光部より得
られる夫々の受光信号を加算する加算手段と、加算手段
より加算された受光信号を所定の閾値で弁別することに
より受光レベルの低下を検出する弁別手段と、を具備す
ることを特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項８の発明では、光ディスク移
動手段は、光ディスクを一定の回転速度で回転駆動する
ものであり、光ビームの照射位置における光ディスクの
走行速度に反比例した周期のクロック信号を生成するク
ロック信号発生手段と、弁別手段の弁別出力に基づいて
クロック信号発生手段の出力を計数することによって欠
陥の幅を検出する欠陥幅検出手段と、を具備することを
特徴とするものである。

【００１３】本願の請求項９の発明では、光ディスク移
動手段は、光ビームの照射位置で光ディスクの走行速度
を一定として光ディスクを駆動するものであり、弁別手
段の弁別出力を一定の周期のクロック信号を計数するこ
とによって光ディスクの情報面側の欠陥の幅を検出する
欠陥幅検出手段と、を具備することを特徴とするもので
ある。

【００１４】本願の請求項１０の発明は、欠陥の生じる
位置での加算手段の出力の低下の幅をピーク値として検
出するピーク値検出手段と、ピーク値検出手段により検
出されたピーク値に基づいて欠陥の傾き角を検出する欠
陥傾き角検出手段と、を具備することを特徴とするもの
である。

【００１５】本願の請求項１１の発明は、光ディスクを
一定の回転速度で回転駆動する光ディスク駆動手段と、
光ディスクの情報面に垂直な方向より所定角度傾けて光
を照射する投光部と、光ディスクより反射される反射光
及び回折光を夫々の受光位置で受光する受光部と、受光
部より得られる夫々の受光信号を加算する加算手段と、
加算手段より加算された受光信号を所定の閾値で弁別す
ることにより受光レベルの低下を検出する弁別手段と、
光ビームの照射位置における光ディスクの走行速度に反
比例した周期のクロック信号を生成するクロック信号発
生手段と、弁別手段の弁別出力に基づいてクロック信号
発生手段の出力を計数することによって光ディスクの情
報面側の欠陥の幅を検出する欠陥幅検出手段と、欠陥の
生じる位置での加算手段の出力の低下の幅をピーク値と
して検出するピーク値検出手段と、ピーク値検出手段に
より検出されたピーク値に基づいて欠陥の傾き角を検出
する欠陥傾き角検出手段と、欠陥幅検出手段及び欠陥傾
き角検出手段の出力に基づいて欠陥の高さを検出する欠
陥高さ検出手段と、を具備することを特徴とするもので
ある。

【００１６】本願の請求項１２の発明は、光ディスクの
情報面に垂直な方向より所定角度傾けて光を照射する投
光部と、光ディスクを投光部による投光位置で走行速度
が一定となるようにその面に沿って移動する光ディスク
移動手段と、光ディスクより反射される反射光及び回折
光を夫々の受光位置で受光する受光部と、受光部より得
られる受光信号を加算する加算手段と、加算手段より加
算された受光を所定の閾値で弁別することにより受光信
号レベルの低下を検出する弁別手段と、弁別手段の弁別
出力に基づいて一定周期のクロックを計数することによ
り光ディスクの情報面側の欠陥の幅を検出する欠陥幅検
出手段と、欠陥の生じる位置での加算手段の出力の低下
の幅をピーク値として検出するピーク値検出手段と、ピ
ーク値検出手段により検出されたピーク値に基づいて欠
陥の傾き角を検出する欠陥傾き角検出手段と、欠陥幅検
出手段及び欠陥傾き角検出手段の出力に基づいて欠陥の
高さを検出する欠陥高さ検出手段と、を具備することを
特徴とするものである。

【００１７】

【作用】このような特徴を有する本願の請求項１，７の
発明によれば、光ディスクの情報面側より光を法線から
傾けて照射し、その反射光及び回折光を受光して加算
し、加算レベルの低下に基づいて光ディスクの欠陥を検
出している。又請求項２及び８の発明では、一定の回転
速度で光ディスクを回転駆動し、光ディスクの走行速度
に反比例した周期を持つクロック信号に基づいて弁別出
力を計数することによって欠陥の大きさを検出するよう
にしている。更に本願の請求項３又は９の発明では、光
ディスクの照射位置で光ディスクの走行速度が一定とな
るように回転速度を制御し、弁別手段より弁別された出
力に基づいて一定クロックのパルス数を計数することに
よって光ディスクの情報面の欠陥の幅を検出するように
している。更に本願の請求項４，１０の発明では、加算
手段の出力の低下レベルが欠陥の傾きに対応しているこ
とからその低下レベルに基づいて欠陥の傾きの角度を検
出するようにしている。更に請求項５，６，１１，１２
の発明では、欠陥の幅と角度を検出し、これらの値から
欠陥の高さを検出するようにしている。

【００１８】

【実施例】図１は本発明の一実施例による光ディスク欠
陥検査装置の概略構成を示す図、図２は光ディスクの一
例を示す断面図である。光ディスク１のベース１ａの下
面は鏡面状に形成されており、その上面には情報を記録
するためのピットやグルーブ１ｂが形成される。そして
ピットやグルーブ１ｂが形成されるベース１ａの上面に
は、更に記録膜１ｃ，反射膜１ｄが形成され、その上部
に保護コート１ｅが形成されている。この保護コート側
の面を情報面という。さて図１，図２に示すように、情
報面に垂直な法線から所定角度傾けて光ビームを入射し
たときには、溝ピッチによって規定される角度に回折光
が生じる。図１において法線からの入射光の傾き角度を
θinとすると、反射光は法線に対してθinと等しい角度
θ₀ で反射し、その一部は回折する。この反射光を０次
光という。又回折光は発生する角度の小さいものから順
次０次光（反射光），１次光，２次光・・・と呼ばれて
いる。又０次光から回折による１次光，２次光までの角
度を夫々θ₁ ，θ₂ とする。又入射光側に出射される回
折光を夫々１′次光，２′次光といい、０次光からの角
度を夫々θ_-1，θ_-2とする。

【００１９】図３は反射光及び回折光の発生原理を示し
ている。平行な入射光が照射されるピットのピッチをｄ
とし、その行路差が光源の波長に等しい角度に１次回折
光が発生する。即ち法線からの１次反射光の角度をθa
（θa ＝θ₀ ＋θ₁ ）、光の波長をλとすると、入射光
の行路差ｄ１に対して１次回折光の行路差ｄ２が以下の
関係になるとき、１次回折光が発生する。 ｄ２−ｄ１＝ｄ｛sin(θ₀ ＋θ₁)− sinθin｝＝λ 同様に、光行路差が２λになる角度にて２次回折光が発
生する。 ｄ２−ｄ１＝ｄ｛sin(θ₀ ＋θ₂)− sinθin｝＝２λ 又１′次光及び２′次光は、上記の式においてθ₁ ，θ
₂ を夫々θ_-1，θ_-2に代えたときに成り立つ。

【００２０】さて鏡面側からレーザ光を照射したときに
は各回折光の強度比はほぼ一定である。従って鏡面側か
ら欠陥を検出するには０次光のみを受光すれば足りるこ
ととなる。しかし前述したように情報面側から光を入射
すると、ピットやグルーブの状態によって０次光，１，
１′，２，２′・・・次光の強度比が変化する。これは
情報面側ではピットやグルーブ１ｂ等の凹凸に記録膜１
ｃ，反射膜１ｄが形成されており、ピットやグルーブの
形状は正常にトレースされないため、光の入射場所によ
って各回折光のレベルは変動するからである。しかし欠
陥がなければこれらの受光量の総和は変化せず、その比
が変化するのみとなっている。本発明はこのような原理
に基づいてなされたものである。

【００２１】図１は本発明の光ディスク欠陥検査装置の
概念を示しており、光ディスク１にレーザ光源であるレ
ーザダイオードＬＤよりレーザ光を照射し、その０次反
射光、１，１′次光、２，２′次光を夫々フォトダイオ
ードＰＤ１〜ＰＤ５によって受光し、その出力を電圧に
変換する。そして加算手段２によって加算して受光信号
とする。欠陥がなければこの加算信号はほぼ一定のレベ
ルであり、欠陥があればそのレベルが低下する。従って
弁別手段３では所定の閾値でこの出力を弁別し、所定値
以下となれば欠陥を検出して出力とする。これによって
欠陥の有無を検出することができる。又これに加えて、
弁別手段３の出力の幅から欠陥の幅を欠陥幅検出手段４
によって検出する。又加算手段２の出力の通常のレベル
から最も低いレベルまでの差をピーク値検出手段５によ
って算出する。こうすれば欠陥傾き検出手段６によりピ
ーク値に基づいて欠陥の傾きを検出することができる。
そして欠陥幅及びピーク値に基づいて、後述するような
方法で欠陥高さ検出手段７によって欠陥高さを検出する
ようにしている。

【００２２】さて光ディスクの情報面上に突起欠陥があ
った場合の反射光，回折光の変動について説明する。図
４は図１の紙面の側方からレーザダイオード及びフォト
ダイオードを示した図である。欠陥を円錐状と仮定し、
欠陥による測定光の吸収や角度条件以外での散乱はない
ものと仮定する。図４においてＷは受光面の測定ビーム
の幅であり、投光ビームの幅とも一致している。又Ｄは
受光素子、例えばフォトダイオードの受光面を示してお
り、ビーム幅Ｗより広いものとする。ここで欠陥がなけ
れば、入射した光は全て前述したように反射光又は回折
光となる。図４（ａ）はこの状態を示している。

【００２３】さて図４（ｂ）に示すように角度α_a の欠
陥が発生し、この斜面に光が入射した場合には、反射光
はフォトダイオードの受光面Ｄの中心からずれることと
なる。この受光面中心から移動する距離をＭとすると、
反射光の端部がフォトダイオードの受光面Ｄに接する位
置を越えれば、反射光量が低下する。図４（ｂ）は受光
量が低下する限界点を示しており、反射光が受光面中心
から移動する距離Ｍ₁は次式 Ｍ₁ ＝（Ｄ−Ｗ）／２ で示される。ＭがＭ₁ 以下であれば光量は低下しない
が、Ｍ₁ を越えれば光量が低下する。このときの角度α
_a はフォトダイオードと光ディスクとの間隔をＬとする
と次式で示される。 α_a ＝ tan（Ｍ₁ ／Ｌ） 尚、図４において欠陥の高さＨをＨａ〜Ｈｃとすると、
Ｈａ，Ｈｂ，Ｈｃ≪ＬであるためＬ−Ｈ＝Ｌとしてい
る。

【００２４】又反射光の中心が受光面の端部に対応する
欠陥の角度をα_b とすると図４（ｃ）のようになり、こ
のときの移動距離Ｍ₂ はＤ／２で示される。

【００２５】更に反射光の端部がフォトダイオードに反
射しなくなる限界の移動距離をＭ₃、図４（ｄ）に示す
ように角度をα_c とすると、移動距離Ｍ₃ は Ｍ₃ ＝（Ｄ＋Ｗ）／２ となる。このときの角度α_c は α_c ＝ tan（Ｍ₃ ／Ｌ）となる。 従って検出可能な傾き角αは移動距離Ｍ₁ 〜Ｍ₃ の間と
なり、次式で示される。

【数１】

【００２６】尚、図４（ａ）〜（ｂ）の下方に示す波形
図は、光ディスクを一定速度でその面に沿って平行に移
動させたときの反射レベルの変化を示すグラフである。

【００２７】図５（ａ）は光ディスク１又は投受光部の
光学系を一定の速度で走査したときの図１に示す加算手
段２の出力を示す図である。光ビームが欠陥となる位置
を照射したときには、加算手段２からの出力レベルは図
５（ａ）に示すように低下する。従って加算手段２の出
力が低下したとすれば、所定の閾値Ｖth以下となる時間
の幅Ｗ_D は欠陥の大きさに対応している。時刻t₁〜t₂は
比較的大きい欠陥、t₃〜t₄は小さな欠陥がある位置を光
ビームが照射した状態を示している。これを二値化して
得られる時間幅に相当する光ディスク１上の長さをＷ_D
とすると、Ｗ_Dは欠陥の大きさとなる。

【００２８】さて欠陥が図６（ａ）に側面図を示すよう
に円錐形状であると仮定すれば、Ｗ_D はその幅であるた
め、傾きαと欠陥の高さＨとは次式の関係で示される。

【数２】 従って欠陥の高さＨは次式で示される。 Ｈ＝（Ｗ_D ／２）・tan α ・・・（３）

【００２９】又図４において、定常レベルから低下する
電圧Ｖx の大きさは図４に示すように欠陥の傾きαに対
応している。図６（ｂ）はこの欠陥の傾き角αと電圧の
低下分Ｖx との関係を示すグラフであり、検出が可能な
傾きの範囲α_a 〜α_c の範囲内では傾き角αが大きくな
るにつれて電圧Ｖx が増加することとなる。図１に示す
ピーク値検出手段５はこの電圧Ｖx を検出するものであ
る。このＶx が算出されれば一定の関係から欠陥の傾き
角αの値を算出することができる。従って傾き角αと欠
陥の大きさＷ_D を用いて、式（３）により欠陥の高さＨ
を検出することができる。図１の欠陥高さ検出手段７は
このような方法によって欠陥の高さＨを検出している。

【００３０】次に本発明を具体化した実施例による光デ
ィスク欠陥検査装置の全体構成について図７を参照しつ
つ説明する。本図において、光ディスク１は回転駆動部
１１によって一定の回転速度（ｎ rps）で駆動される。
回転駆動部１１の回転軸にはロータリーエンコーダ（Ｒ
Ｅ）１２が接続されており、そのＡ相及びＢ相の論理積
信号がアンド回路１３を介して円周方向アドレスカウン
タ１４のクロック入力端に接続される。円周方向アドレ
スカウンタ１４はロータリーエンコーダ１２のＺ相の出
力がクリア信号として入力されており、光ディスク１の
回転方向のアドレスを出力するものである。

【００３１】ここで光ディスク１は図８（ａ）に示すよ
うに円周方向に例えば千等分し、０〜９９９のアドレス
に分割する。又半径方向には一定の幅、例えば１００μ
ｍの長さ毎に分割して図８（ｂ）に示すように微小な扇
形の領域（以下、マトリックスという）に分割し、各マ
トリックス毎に後述するように欠陥の有無を検出するも
のとする。円周方向アドレスカウンタ１４の出力は高さ
データメモリ１５にアドレスとして入力し、高さデータ
メモリ１５によってその高さデータを保持する。高さデ
ータメモリ１５は後述するように円周方向アドレスに応
じて０〜９９９の記憶領域を有しているが、半径方向に
は分割されていないものとする。

【００３２】さて図１に示すように、法線から所定角度
θinを傾けた角度で光ディスク１に光を照射するレーザ
ダイオードＬＤと、その０次光及び１次回折光，１′次
回折光を夫々受光する位置に配置したフォトダイオード
ＰＤ１〜ＰＤ３を光ピックアップ部１６上に保持する。
ここでレーザダイオードＬＤは投光部、フォトダイオー
ドＰＤ１〜ＰＤ３は受光部を構成している。光ピックア
ップ部１６はリニアアクチュエータ１７によって半径方
向に摺動自在に保持されており、図８に示すように円周
方向の所定の長さＷ_R 、例えば１００μｍ毎に半径方向
に駆動されるものとする。これらのフォトダイオードＰ
Ｄ１〜ＰＤ３の出力は夫々増幅器１８〜２０によって増
幅され、その出力が加算器２１によって加算される。加
算器２１はこれらの出力を加算する加算手段であって、
その出力はコンパレータ２２及びピークホールド回路
（ＰＨ）２３に与えられる。コンパレータ２２は入力信
号を所定の閾値Ｖthで弁別し、これ以下の入力のときに
Ｈレベルを出力する弁別手段である。ピークホールド回
路２３は加算器２１の出力の低下分のピーク（定常値よ
り最も低いレベル、即ち図５（ａ）に示すＶx をホール
ドし、マイクロコンピュータ２４からのクリア信号に基
づいてその出力をリセットするものであって、ピーク値
はＡ／Ｄ変換器２５に入力される。Ａ／Ｄ変換器２５は
マイクロコンピュータからのスタート信号に基づいてピ
ーク値をデジタル信号に変換するものであって、その出
力はラッチ回路２６に与えられる。ラッチ回路２６はこ
の出力を一旦保持し、必要なタイミングでマイクロコン
ピュータ２４に入力するものである。

【００３３】一方リニアアクチュエータ１７にはリニア
エンコーダ（ＬＥ）２７が接続されている。リニアエン
コーダ２７はリニアアクチュエータ１７の単位長（ 100
μｍ）の移動毎に、移動方向に応じた一対のパルス信号
を出力するものであって、その出力はアップダウンカウ
ンタ（Ｕ／Ｄ）２８に与えられる。アップダウンカウン
タ２８はリニアエンコーダの出力をアップカウント又は
ダウンカウントすることによって光ディスク１の現在走
査している半径（ｒ）を計数値として出力するものであ
る。アップダウンカウンタ２８の出力はＰＬＬ回路２９
に入力される。ＰＬＬ回路２９には一定周期のクロック
信号を発生するクロック発生器（ＯＳＣ）３０が接続さ
れており、カウンタ２８の計数値に基づいて入力信号を
分周することによって半径ｒに対応した周期のパルスを
発生する。このパルスの周期Ｔｒは光ディスク１を走査
する光ビームの半径ｒに反比例するように変化する。こ
うすれば照射位置での回転速度２πｎｒ（ｍ／ｓ）と周
期Ｔr の積が一定となる。即ち照射位置でその周期に相
当する照射時間に走査される光ディスクの長さが常に一
定となるように、ＰＬＬ回路２９は設定されている。こ
こでリニアエンコーダ２７，カウンタ２８，ＰＬＬ回路
２９及びクロック発生器３０は、光ディスク１の走行速
度に反比例した周期のクロック信号を発生するクロック
発生手段を構成している。このＰＬＬ回路２９のパルス
出力はアンド回路３１に与えられる。

【００３４】さて前述したコンパレータ２２は所定の閾
値で加算器２１の出力を弁別するものであって、その出
力Ｃはマイクロコンピュータ２４に入力され、更にアン
ド回路３１にも与えられる。アンド回路３１はＰＬＬ回
路２９のパルス信号との論理積をとるものであって、そ
の出力はＷ_D カウンタ３２に入力される。Ｗ_D カウンタ
３２はマイクロコンピュータ２４からの制御信号に基づ
いてこのパルスを計数することにより欠陥の幅Ｗ_D を検
出するカウンタであって、その出力はラッチ回路３３を
介して所定のタイミングでマイクロコンピュータ２４に
入力される。

【００３５】次に本実施例の動作についてフローチャー
ト及びタイムチャートを参照しつつ説明する。図９，１
０のフローチャートは欠陥の幅，傾き及び高さを検出す
るフローチャートであり、図１１，図１２はマトリック
スと欠陥との関係と欠陥検出時のタイムチャートであ
る。図１１（ａ）〜（ｄ）は欠陥ＤＦ１がマトリックス
の境界にかからない場合であり、アンド回路１３からは
マトリックスの切換えに応じたマトリックス信号Ｔが図
１１（ｂ）に示すように出力されるものとする。このマ
トリックス信号Ｔが立上る時刻t₅には、図９のステップ
４１よりステップ４２に進んでコンパレータ２２の出力
ＣがＨレベルかどうかをチェックする。動作開始直後は
コンパレータ２２の出力Ｃは図１１（ｃ）に示すように
Ｌレベルであるため、ステップ４２よりステップ４３に
進んで欠陥検出フラグＦが立っているかどうかをチェッ
クする。欠陥検出フラグＦは図１１（ｃ），（ｄ）に示
すように欠陥の検出と同時に立てられるフラグであり、
欠陥がなければステップ４４に進んで高さデータメモリ
１５からそのアドレスのメモリデータ、即ち前周のデー
タを読出す。そしてステップ４５に進んでその値が０か
どうかをチェックし、０であればステップ４５より図１
０のステップ４６，４７に進んで、コンパレータ２２の
出力Ｃの立上り及びマトリックス信号Ｔの立上りをチェ
ックする。図１１（ｂ），（ｃ）に示すように時刻t₆に
欠陥ＤＦ１の検出によって、マトリックスの中間でコン
パレータ２２の出力がＨレベルに立上れば、ステップ４
６からステップ４８に進んでＷ_D カウンタ３２の動作を
開始する。次いでステップ４９に進んでピークホールド
回路２３のピークホールドを開始する。このとき欠陥が
検出されたので、ステップ５０に進んで欠陥検出フラグ
Ｆを立てる。そしてステップ５１，５２において、コン
パレータ２２の出力Ｃの立下り又はマトリックス信号Ｔ
の立上りをチェックする。図１１（ａ）ではマトリック
スの中間に欠陥ＤＦ１が存在するため、コンパレータ２
２の出力Ｃは次のマトリックス信号Ｔの立上り時の時刻
t₈までの時刻t₇にＬレベルに反転する。従ってこの場合
にはステップ５１から５３に進んでＷ_D カウンタ３２の
計数値をラッチ回路３３によってラッチする。そしてピ
ークホールド回路２３のピークホールド値をＡ／Ｄ変換
し、Ａ／Ｄ変換値をラッチする（ステップ５４，５
５）。そしてステップ５６，５７においてＷ_D カウンタ
３２の計数値をクリアし、ピークホールド回路２３をオ
フとしてステップ４１に戻る。

【００３６】さて次のマトリックス信号Ｔが出力された
時刻t₈でステップ４１からステップ４２に進んで、コン
パレータ２２の出力ＣがＨレベルかどうかをチェックす
る。この場合には欠陥ＤＦ１の走査が既に終了している
ため、ステップ４３に進み欠陥検出フラグＦがチェック
される。このフラグはステップ５０において立てられて
いるため、ステップ４３よりステップ６０に進んでラッ
チ回路３３のデータ（Ｗ_D ）を読出す。同様にステップ
６２に進んでＡ／Ｄ変換値のラッチ回路２６のデータ
（Ｖx ）を読出す。次いでＶx 値を前述したように図６
（ｂ）の関係より所定の係数を乗じて欠陥の角度αを算
出する。そしてステップ６３において式（３）より欠陥
の高さＨx を算出する。次いでステップ６４〜６６にお
いてラッチ回路３３，２６のデータをクリアし、欠陥検
出フラグＦをリセットする。そしてステップ６７に進ん
で同一アドレスのメモリデータ（前周データ）を読出
す。そして前周のメモリデータＭn とステップ６３にお
いて算出された高さＨx を比較する（ステップ６８）。
高さメモリ１５に保持されている前周データの方が大き
ければ高さメモリ１５の更新を行わず、現在検出したＨ
x の方が大きければステップ６９に進んでメモリ内容を
今回のデータＨx に更新する。そして図１０のステップ
４６，４７に戻って同様の処理を繰り返す。こうすれば
例えば図１１（ｅ）に示すように、欠陥ＤＦ２が同一ア
ドレスでマトリックスの境界を越えて存在する場合に
も、そのうちの最も高い値のみが最終的にそのアドレス
のデータとして保持されることとなる。

【００３７】次に図１２に示すように同一の半径位置で
マトリックスの境界を越えた欠陥ＤＦ３が存在する場合
について説明する。時刻t₉〜t₁₀ の動作については図１
１の場合と同様である。時刻t₁₀ においてコンパレータ
２２の出力が立上るためステップ４８から５０に進んで
Ｗ_D カウンタ３２及びピークホールド回路２３の動作が
開始し、欠陥検出フラグＦが立てられる。そしてステッ
プ５１，５２においてコンパレータ２２の立下り又はマ
トリックス信号Ｔの立上りがチェックされるが、時刻t
₁₁ においてマトリックス信号Ｔの立上りが検出される
とステップ４２に進み、コンパレータ２２の出力Ｃのレ
ベルがチェックされる。このときコンパレータＣはＨレ
ベルであるため、ステップ４２より再びステップ５１，
５２のループに戻ってコンパレータ２２の出力Ｃの立下
り又はマトリックス信号Ｔの次の立上りを待受ける。こ
うすればマトリックスの領界を越えて欠陥が連続する場
合にも、その終了後、即ち図１２の場合には時刻t₁₂ に
ステップ６０〜６９においてカウンタの計数値を保持し
てピークホールドを行い、これらのデータを取込んで高
さデータに変換することができる。

【００３８】さてステップ６６において欠陥検出フラグ
Ｆがリセットされたときには、以後のルーチンではステ
ップ４３よりステップ４４，４５に進んで同一のアドレ
スのデータが読出される。そしてメモリのデータが０で
なければ、ステップ７０においてそのメモリのデータを
判定する。このデータ判定は例えば所定値を越えている
場合に欠陥有りの信号を出力してよく、又欠陥の高さに
応じて複数レベルに分類し出力するようにしてもよい。
そしてステップ７１においてこの判定結果を表示し又は
外部に出力する。次いでステップ７２に進んでそのアド
レスのメモリエリアをクリアしてステップ４６，４７に
戻る。こうすればマトリックスの境界部分を越えて生じ
る欠陥に対しても、その最終的な高さＨx をメモリのそ
の欠陥が終了するアドレスに保持することができる。

【００３９】尚本実施例では、光ディスク１を所定の角
度で分割してこの分割数に応じたアドレスを持つ高さメ
モリ１５を設け、夫々のアドレス毎に１つのデータ領域
としており、半径方向にはメモリのアドレスを分割して
いないが、角度及び半径方向に分割した夫々のマトリッ
クスについて夫々の高さのデータを保持するように構成
してもよいことはいうまでもない。又本実施例では光ピ
ックアップ部１６をリニアエンコーダ１７によって駆動
し、その駆動量に基づいて光ディスクの走行速度を反比
例したパルス幅のクロック信号をアップダウンカウンタ
及びＰＬＬ回路から構成するようにしているが、アップ
ダウンカウンタの計数値を一旦電圧信号に変換し、この
電圧信号に基づいた周波数を発振するＶＣＯを設け、こ
のＶＣＯの出力を整形して光ビームの照射位置における
走行速度に反比例した周期のクロック信号を生成するよ
うに構成することも可能である。

【００４０】又本実施例では、構成を簡単にするために
反射光（０次光）及び１次回折光，１′回折光を受光す
る３つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ３を設けている
が、これに加えて図１に示すように２次回折光，２′回
折光や更に高次の回折光を受光するフォトダイオードを
設けてこれらを加算してもよいことはいうまでもない。

【００４１】更に本実施例では光ディスクを一定の回転
速度で回転駆動し、その半径方向の照射位置に応じたパ
ルスを発生させるようにしているが、リニアアクチュエ
ータの出力に基づいて回転速度を制御し、光ビームの照
射位置では常に一定の速度で光ディスクを走査するよう
にしてもよい。この場合には光ディスクの中央付近を照
射するときは回転速度が速く、周辺部分を照射するとき
は回転速度をその半径に反比例させて低くすることが必
要となる。こうすれば一定の周波数のクロック信号源を
用いて欠陥の幅を検出することができる。更に光ディス
クをＸＹレコーダによって直線的に駆動して欠陥を検出
するように構成してもよい。この場合には光ディスクを
一定速度で移動させればＷ_D 検出のためのクロックパル
スは一定周波数のパルスを用いることができるため、ク
ロック信号発生手段の構成を簡略にすることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１〜１２の発明によれば、光ディスクの情報面に光ビー
ムを照射し、反射光と回折光と夫々の受光位置で受光
し、その加算値に基づいて欠陥を検出しているため、回
折光が生じて反射光のレベルが大幅に変動する場合にも
情報面での欠陥を検出することができる。又請求項２，
３，８，９の発明では、光ディスクの情報面に突起型の
欠陥が生じている場合にこの欠陥の幅を検出することが
できる。請求項４及び１０の発明では、加算出力の低下
レベルに基づいて欠陥の角度を検出することができ、請
求項５，６及び１１，１２の発明では、欠陥の幅及び角
度に基づいて欠陥の高さを検出することができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスク欠陥検査装置の全体構成を
示すブロック図である。

【図２】本発明の光ディスクに光を照射したときの反射
光の変化を示す概略図である。

【図３】光ディスクに平行なレーザビームを照射したと
きの回折光の生じる原理を示す説明図である。

【図４】光ディスクの異なった角度を持つ欠陥に平行な
レーザビームを照射したときの投光ビームと反射光の関
係、及びそのときの受光信号の変化を示す図である。

【図５】（ａ）は欠陥がある領域に照射したときの反射
光及びその受光レベルの変化を示すタイムチャートであ
り、（ｂ）はその出力を弁別したときのコンパレータの
出力を示す波形図である。

【図６】（ａ）は欠陥の幅と高さの関係を示す概念図、
（ｂ）は受光レベルの低下量Ｖx と欠陥の傾き角αとの
関係を示す図である。

【図７】本発明の光ディスク欠陥検査装置の一実施例を
示すブロック図である。

【図８】（ａ）は光ディスクを微小な扇形のマトリック
スに分解した状態を示す図であり、（ｂ）はその１つの
マトリックス部分を示す図である。

【図９】本実施例の動作を示すフローチャート（その
１）である。

【図１０】本実施例の動作を示すフローチャート（その
２）である。

【図１１】（ａ），（ｅ）は光ディスクをマトリックス
に分割した状態での欠陥の発生状態、（ｂ）〜（ｄ）は
そのときの出力変化を示すタイムチャートである。

【図１２】（ａ）は光ディスクをマトリックスに分割し
た状態での欠陥の発生状態、（ｂ）〜（ｄ）はそのとき
の出力変化を示すタイムチャートである。

【図１３】（ａ）は従来の光ディスク欠陥検査装置の光
学系部分を示す概略図、（ｂ），（ｃ）はそのときの出
力変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 光ディスク １ｅ 保護膜 ２ 加算手段 ３ 弁別手段 ４ 欠陥幅検出手段 ５ ピーク値検出手段 ６ 欠陥傾き検出手段 ７ 欠陥高さ検出手段 １１ 回転駆動部 １２ ロータリーエンコーダ １３，３１ アンド回路 １４ 円周方向アドレスカウンタ １５ 高さデータメモリ １６ 光ピックアップ部 １７ リニアアクチュエータ １８，１９，２０ 増幅器 ２１ 加算器 ２２ コンパレータ ２３ ピークホールド回路 ２４ マイクロコンピュータ ２５ Ａ／Ｄ変換器 ２６，３３ ラッチ回路 ２７ リニアエンコーダ ２８ アップダウンカウンタ ２９ ＰＬＬ回路 ３０ クロック発生器 ３２ Ｗ_D カウンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ１１Ｂ 20/18 Ｆ 8940−5Ｄ ５７２ Ｃ 8940−5Ｄ Ｆ 8940−5Ｄ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクをその面に沿って移動し、 前記光ディスクの情報面に垂直な方向より所定角度傾け
   て光を照射し、 前記光ディスクより反射される反射光及び回折光を夫々
   の受光領域で受光し、 前記反射光及び回折光の受光信号を加算し、 加算した受光信号を所定の閾値で弁別することにより、
   受光のレベルの低下に基づいて光ディスクの情報面に生
   じる欠陥を検出することを特徴とする光ディスク欠陥検
   査方法。
2. 【請求項２】 光ディスクを一定の回転速度で回転駆動
   し、 光ビームの照射位置における光ディスクの走行速度に反
   比例した周期を有するクロック信号を発生し、 前記クロック信号を用いて前記弁別出力が得られる時間
   を計数し、 前記計数出力に基づいて欠陥の幅を検出することを特徴
   とする請求項１記載の光ディスク欠陥検査方法。
3. 【請求項３】 光ディスクをその回転中心から光ビーム
   の照射位置までの半径ｒに反比例する回転速度によって
   回転駆動し、 一定周期のクロック信号を発生させ、前記クロック信号
   を用いて前記弁別出力を計数し、 前記計数出力に基づいて欠陥の幅を検出することを特徴
   とする請求項１記載の光ディスク欠陥検査方法。
4. 【請求項４】 前記弁別手段より所定値以下の信号が検
   出された場合に、その信号の低下レベルに基づいて欠陥
   の傾き角を検出することを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか１項記載の光ディスク欠陥検査方法。
5. 【請求項５】 光ディスクを一定の回転速度で回転駆動
   し、 前記光ディスクの情報面に垂直な方向より所定角度傾け
   て光を照射し、 前記光ディスクより反射される反射光及び回折光を夫々
   の受光領域で受光し、 前記反射光及び回折光の受光信号を加算し、 加算した受光信号を所定の閾値で弁別することにより、
   受光レベルの低下を検出し、 前記弁別手段より所定値以下の信号が検出された場合に
   その信号の低下レベルに基づいて欠陥の傾き角を検出
   し、 光ビームの照射位置における光ディスクの走行速度に反
   比例した周期を有するクロック信号を発生し、 前記クロック信号を用いて前記弁別出力を計数すること
   によって欠陥の幅を検出し、 前記計数出力及び欠陥の傾きに基づいて欠陥の高さを検
   出することを特徴とする光ディスク欠陥検査方法。
6. 【請求項６】 光ディスクをその回転中心から光ビーム
   の照射位置までの半径に反比例する回転速度によって回
   転駆動し、 前記光ディスクの情報面に垂直な方向より所定角度傾け
   て光を照射し、 前記光ディスクより反射される反射光及び回折光を夫々
   の受光領域で受光し、 前記反射光及び回折光の受光信号を加算し、 加算した受光信号を所定の閾値で弁別することにより、
   受光レベルの低下を検出し、 前記弁別手段より所定値以下の信号が検出された場合に
   その信号の低下レベルに基づいて欠陥の傾き角を検出
   し、 一定周期のクロック信号を発生させ、前記クロック信号
   を用いて前記弁別出力が得られる時間を計数することに
   よって欠陥の幅を検出し、 前記計数出力及び欠陥の傾き角に基づいて欠陥の高さを
   検出することを特徴とする光ディスク欠陥検査方法。
7. 【請求項７】 光ディスクをその面に沿って移動する光
   ディスク移動手段と、 前記光ディスクの情報面に垂直な方向より所定角度傾け
   て光を照射する投光部と、 前記光ディスクより反射される反射光及び回折光を夫々
   の受光位置で受光する受光部と、 前記受光部より得られる夫々の受光信号を加算する加算
   手段と、 前記加算手段より加算された受光信号を所定の閾値で弁
   別することにより受光レベルの低下を検出する弁別手段
   と、を具備することを特徴とする光ディスク欠陥検査装
   置。
8. 【請求項８】 前記光ディスク移動手段は、前記光ディ
   スクを一定の回転速度で回転駆動するものであり、 前記光ビームの照射位置における光ディスクの走行速度
   に反比例した周期のクロック信号を生成するクロック信
   号発生手段と、 前記弁別手段の弁別出力に基づいて前記クロック信号発
   生手段の出力を計数することによって欠陥の幅を検出す
   る欠陥幅検出手段と、を具備することを特徴とする請求
   項７記載の光ディスク欠陥検査装置。
9. 【請求項９】 前記光ディスク移動手段は、光ビームの
   照射位置で光ディスクの走行速度を一定として光ディス
   クを駆動するものであり、 前記弁別手段の弁別出力を一定の周期のクロック信号を
   計数することによって光ディスクの情報面側の欠陥の幅
   を検出する欠陥幅検出手段と、を具備することを特徴と
   する請求項７記載の光ディスク欠陥検査装置。
10. 【請求項１０】 欠陥の生じる位置での前記加算手段の
    出力の低下の幅をピーク値として検出するピーク値検出
    手段と、 前記ピーク値検出手段により検出されたピーク値に基づ
    いて欠陥の傾き角を検出する欠陥傾き角検出手段と、を
    具備することを特徴とする請求項７記載の光ディスク欠
    陥検査装置。
11. 【請求項１１】 光ディスクを一定の回転速度で回転駆
    動する光ディスク駆動手段と、 前記光ディスクの情報面に垂直な方向より所定角度傾け
    て光を照射する投光部と、 前記光ディスクより反射される反射光及び回折光を夫々
    の受光位置で受光する受光部と、 前記受光部より得られる夫々の受光信号を加算する加算
    手段と、 前記加算手段より加算された受光信号を所定の閾値で弁
    別することにより受光レベルの低下を検出する弁別手段
    と、 前記光ビームの照射位置における光ディスクの走行速度
    に反比例した周期のクロック信号を生成するクロック信
    号発生手段と、 前記弁別手段の弁別出力に基づいて前記クロック信号発
    生手段の出力を計数することによって前記光ディスクの
    情報面側の欠陥の幅を検出する欠陥幅検出手段と、 欠陥の生じる位置での前記加算手段の出力の低下の幅を
    ピーク値として検出するピーク値検出手段と、 前記ピーク値検出手段により検出されたピーク値に基づ
    いて欠陥の傾き角を検出する欠陥傾き角検出手段と、 前記欠陥幅検出手段及び欠陥傾き角検出手段の出力に基
    づいて欠陥の高さを検出する欠陥高さ検出手段と、を具
    備することを特徴とする光ディスク欠陥検査装置。
12. 【請求項１２】 光ディスクの情報面に垂直な方向より
    所定角度傾けて光を照射する投光部と、 前記光ディスクを前記投光部による投光位置で走行速度
    が一定となるようにその面に沿って移動する光ディスク
    移動手段と、 前記光ディスクより反射される反射光及び回折光を夫々
    の受光位置で受光する受光部と、 前記受光部より得られる受光信号を加算する加算手段
    と、 前記加算手段より加算された受光を所定の閾値で弁別す
    ることにより受光信号レベルの低下を検出する弁別手段
    と、 前記弁別手段の弁別出力に基づいて一定周期のクロック
    を計数することにより光ディスクの情報面側の欠陥の幅
    を検出する欠陥幅検出手段と、 欠陥の生じる位置での前記加算手段の出力の低下の幅を
    ピーク値として検出するピーク値検出手段と、 前記ピーク値検出手段により検出されたピーク値に基づ
    いて欠陥の傾き角を検出する欠陥傾き角検出手段と、 前記欠陥幅検出手段及び欠陥傾き角検出手段の出力に基
    づいて欠陥の高さを検出する欠陥高さ検出手段と、を具
    備することを特徴とする光ディスク欠陥検査装置。