(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形した光ディスク基板面にレーザービームを照射し、異なった位置で複数の受光センサーにより受光した該レーザービームの反射光を測定して平均値電圧を算出し、前記平均値電圧の最小値と最大値とからピーク値を算出し、これら平均値電圧を平均化して得られた平均値とピーク値とで前記反射光の変化を検出して前記光ディスク基板面の変形の度合を検出するようにしたことを特徴とする光ディスク基板面の変形検出方法。
【請求項２】
前記異なった位置は、前記レーザービームの照射幅の対向する両端である請求項１に記載の光ディスク基板面の変形検出方法。
【請求項３】
前記レーザービームの照射幅は、決められた領域の複数トラックである請求項２に記載の光ディスク基板面の変形検出方法。
【請求項４】
前記反射光の変化の検出は、前記光ディスク基板面に形成されたトラックの１周期分の前記反射光の変化を単位としたことである請求項１に記載の光ディスク基板面の変形検出方法。
【請求項５】
前記複数の受光センサーで受光した反射光信号をディジタル化し、該ディジタル化した信号に度数分布処理を施して平均値電圧を算出するようにしたことである請求項１に記載の光ディスク基板面の変形検出方法。
【請求項６】
成形した光ディスク基板面の決められた領域の複数トラックに渡ってレーザービームを照射する照射手段と、前記照射された光ディスク基板面からの反射光を受光する異なった位置に設けた複数の受光センサーと、前記反射光の信号をディジタル化して平均値電圧を算出する平均値化手段と、前記平均値電圧の最小値と最大値とからピーク値を算出するピーク値検出手段とからなり、前記平均値化手段は前記光ディスク基板面を検出すると共に、前記ピーク値検出手段は前記光ディスク基板面の変化を検出するようにしたことを特徴とする光ディスク基板面の変形検出装置。
【請求項７】
前記複数の受光センサーは、前記レーザービームの照射幅の対向する両端に設けた少なくとも２個の受光センサーである請求項６に記載の光ディスク基板面の変形検出装置。
【請求項８】
前記平均値化手段及びピーク値検出手段は、前記光ディスク基板面に形成されたトラックの１周期分の平均値及びピーク値を算出するようにしたことを特徴とする請求項６に記載の光ディスク基板面の変形検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク基板面の変形検出方法及び変形検出装置に関するものであり、更に詳しくは、光ディスク基板面の変形の度合を測定して、金型とスタンパーの接触面の粗さやスタンパーの変形を検出するようにした光ディスク基板面の変形検出方法及び変形検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクの記憶容量は増大の一途を辿り、例えば３．５インチのＭＯディスク（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｄｉｓｃ）においては、当初１２８ＭＢのものが実用化されていたが、その後２３０ＭＢの記憶容量のものが開発、実用化され、現在では６４０ＭＢのものが実用化されている。
【０００３】
このような高密度化傾向にある光ディスク基板は、金型（メタルマスタ）からマザーを製造し、更にそのマザーを型にしてスタンパーを製造した後、最終的にそのスタンパーを型にして製造される方法が周知である。
【０００４】
一方、光ディスク基板の径が３．５インチという物理的な大きさを変えずに記憶容量を大きくするということは、当然に記憶容量を大きくするに伴ってメディアのトラックピッチも狭くなる。従って、成形金型の表面粗さが光ディスク基板面に成形するトラックに与える影響が大きくなり、その結果、トラッキングサーボ信号によるトラッキングの制御を極めて精密に行う必要がある。又、成形金型の微視的変形でトラッキングに影響を与える程の高密度になると、塵や埃等が入り込んだ成形金型で成形された光ディスク基板面のトラックに与える影響は大きくなる。
【０００５】
このようにトラックピッチが高密度化して成形された光ディスク基板の検査は、目的とするトラックに対して前後のトラックを検出してトラッキングのエラーを検出する手法、即ち、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）のコマンドを組み立てて行うことができる。このＳＣＳＩのコマンドによる検査は、目的とするトラックの両側のトラックからの信号を読みとることにより、自分自身の位置の正確さを判断してＮＧ（Ｎｏ  Ｇｏｏｄ）又はＧＤ（Ｇｏｏｄ）の判断を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のＳＣＳＩのコマンドによる検査は、ＯＮ／ＯＦＦによるディジタルな検査、即ち、エラー信号の有無のみをもって光ディスク基板面の良否を判断する検査であり、製造工程中のどの工程にエラーの原因があるかまでは発見することができない。特に、ＳＣＳＩのコマンドによる検査ではトラックピッチが狭くなった高密度の記憶容量の光ディスク基板を製造する際に発生する基板面の不良は検出できないため、歩留まりを改善することができないという問題がある。
【０００７】
従って、成形した光ディスク基板面の全面からアナログ的な信号の変化を測定して、光ディスク基板を成形する成形金型の表面粗さの変化及び塵や埃等の付着したことを検出する手法及び装置に解決しなければならない課題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る光ディスク基板面の変形検出方法は、成形した光ディスク基板面にレーザービームを照射し、異なった位置で複数の受光センサーにより受光した該レーザービームの反射光を測定して平均値電圧を算出し、前記平均値電圧の最小値と最大値とからピーク値を算出し、これら平均値とピーク値とで前記反射光の変化を検出して前記光ディスク基板面の変形の度合を検出するようにしたことである。
【０００９】
又、光ディスク基板面の変形検出装置は、成形した光ディスク基板面の決められた領域の複数トラックに渡ってレーザービームを照射する照射手段と、前記照射された光ディスク基板面からの反射光を受光する異なった位置に設けた複数の受光センサーと、前記反射光の信号をディジタル化して平均値電圧を算出する平均値化手段と、前記平均値電圧の最小値と最大値とからピーク値を算出するピーク値検出手段とからなり、前記平均値化手段は前記光ディスク基板面を検出すると共に、前記ピーク値検出手段は前記光ディスク基板面の変化を検出するようにしたことである。
【００１０】
このように、成形した光ディスク基板面のトラックに照射したレーザービームを異なった位置の受光センサーで得られた反射光の変化から光ディスク基板の良否の判断を行うようにしたことにより、成形金型の表面粗さの早期検出が可能になり、高密度化した光ディスク基板の品質の向上を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る光ディスク基板面の変形検出方法及び変形検出装置について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
本発明に係る光ディスク基板面の変形検出方法を具現化する変形検出装置は、図１に示すように、光ディスク基板６の変形を検出する制御部１と、光ディスク基板６を挿入する挿入口を備え、この光ディスク基板６を装着・回転させることができる検出部２とから構成されている。そして制御部１と検出部２とはケーブル３で接続されており、制御部１は更にアナログ・ディジタル変換ボードからなるＡ／Ｄ変換部４と、モニターからなる表示部５とを備えている。
【００１３】
検出部２は、その内部に光ディスク基板６を挿入して装着する駆動部を備え、図２（Ａ）に示すような光ディスク基板に照射する照射手段を形成するレーザービーム７と、このレーザービーム７を受光した光ディスク基板６の面９からの反射光１０を受光する複数の受光センサー８Ａ及び８Ｂを備えた構造となっている。
【００１４】
レーザービーム７の照射幅は、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、光ディスク基板面９の決められた領域の複数トラック（実施例において２０〜４０トラック）の幅が収まるようになっており、複数トラックに同時に照射できる構造となっている。
【００１５】
ここで、光ディスク基板６の面９のトラックは、光ディスク基板６円周上のトラック上のピッチ１２から構成され、そのピッチ１２を挟むようにした基板面９とで一つのグルーブ１３を形成する。
【００１６】
受光センサー８Ａ、８Ｂは、複数トラック、実施例の場合は２０トラック〜４０トラックを同時に照射するレーザービーム７の照射幅の対向する両端側に設けた構造となっており、反射光（後述するトラッキングエラー信号）１０の変化を検出する源である。
【００１７】
一方、制御部１は、図示しない、反射光１０の信号をＡ／Ｄ変換部４でディジタル信号に変換されたデータの度数分布を計算して正規化し、この正規化されたデータから平均値を算出して配列させる平均値化手段と、最小電圧値と最大電圧値からピーク値を算出して配列させるピーク値検出手段との２つの機能を有している。この点については後述する。
【００１８】
このような構成からなる変形検出装置における光ディスク基板面９の変形検出は、先ず、レーザービーム７を光ディスク基板６のグルーブ１３に照射し、グルーブ１３からの反射光１０、１１を検出部２に設けられた２つの受光センサー８Ａ、８Ｂで受光する。そして、受光した反射光１０、１１の光量の変化によって光ディスク基板面９の変形を電気信号として読み取る。
【００１９】
即ち、複数トラックを形成するグルーブ１３が全て同一形状に形成されているならば、レーザービーム７の両端に設けた受光センサー８Ａ、８Ｂで受光する反射光１０の受光量は同じである（図２（Ａ）参照）。しかし、図２（Ｂ）において、円で囲んだ基板面９Ａのように、グルーブ１３を形成する基板面９に粗さがあれば、受光センサー８Ａ、８Ｂで受光する反射光１１は乱反射するためその光量は異なったものになる。
【００２０】
このように、何らかの外的な要因によってグルーブ１３の高さ、幅、傾斜等が変形すると、レーザービーム７の反射光量のバランスが崩れ、反射光が曲がること（一種の乱反射）によって２つの受光センサー８Ａ、８Ｂに均等に入射しなくなる。即ち、この発明においては、この均等でない光量の差から生成された反射光信号、即ち、トラッキングエラー信号に基づいて光ディスク基板面の検査を行うようにしたものである。
【００２１】
ここで、グルーブ１３の変形は、金型の微小な凹凸や、スタンパーと金型の間に塵等が入り込み、それが成形する光ディスク基板６に転写されるなどによって引き起こされる。本発明は、上述した２つの受光センサー８Ａ、８Ｂで得られた反射光１０、１１の光量の差から、通常（正常）のトラッキングエラー信号の大きさと異常部分のトラッキングエラー信号の大きさを次の２つの方法で比較することによって、グルーブ１３の変形の変化を精度良く検出する。
【００２２】
このトラッキングエラー信号に基づいた２つの方法とは、▲１▼トラッキングエラー信号の電圧を度数分布処理することによって平均値電圧を算出して平均値を得るようにしたこと、▲２▼トラッキングエラー信号から得られた平均値電圧の最大値と最小値とからピーク値を得ることである。そして、この平均値から金型及びスタンパーの粗さの変化の度合を検出するようにし、ピーク値から塵及び埃が混ざり込んだ突発的な現象、即ち、グルーブ１３の局所的な変化を検出するようにする。
【００２３】
この２つの処理は、図３に示すように、先ず検出部２に装着された光ディスク基板６の面９に照射されたレーザービーム７の反射光１０、１１から生成されたトラッキングエラー信号がＡ／Ｄ変換部４でディジタル信号に変換され、制御部１に取り込まれる（図１参照）。ディジタル化されたトラッキングエラー信号は、度数分布処理が施され、平均値電圧を作成する。平均値電圧は、例えば、図３において、時間ｔ１の時に電圧Ｖ３、時間ｔ４の時に電圧Ｖ２、時間ｔ７の時に電圧Ｖ６、時間ｔ１０の時に電圧Ｖ１、時間ｔ１３の時に電圧Ｖ６、時間ｔ１５の時に電圧Ｖ３の度数分布の電圧が得られ略サインカーブとなる。このようにして得られた平均値電圧を最大度数の平均値電圧で割ることによって、正規化されたデータを算出する。例えば、図３において、正規化後の度数は電圧Ｖ１で１個、電圧Ｖ２で４個、電圧Ｖ３及びＶ４で６個、電圧Ｖ５で４個、電圧Ｖ６で２個となる。このようにして得られた正規化されたデータは、一定のしきい値（実施例の場合は０．１ボルト単位）を設定する。この設定されたしきい値は、所定の度数分布の電圧を選択するものであり、正規化された度数分布の２個の交点Ａ、Ｂの間隔が今回のトラックの１周期分で得られたトラッキングエラー信号の振幅値、即ち、平均値となる。
一方、ピーク値は、度数分布処理が施された平均値電圧の最大値と、最小値との間隔から検出することができる。
【００２４】
このようにして得られた上記▲１▼と▲２▼のトラッキングエラー信号に基づく平均値とピーク値は、光ディスク基板のトラックの１周期分を単位として、２０〜４０トラックを同時に行なうことができ、且つ上記操作を繰り返し、光ディスク基板６の面９全面について測定することにより各周毎の平均値とピーク値が得られる。
【００２５】
そして、全トラックの検査を終了すると各周毎の平均値及びピーク値から更に全面測定データの平均値とピーク値を算出し、予め定められた値と比較することによって光ディスク基板６の良否の判定をして、金型及びスタンパーの変形の度合の検査を行うことができるのである。尚、平均値及びピーク値は、光ディスク基板６の全面でもよく、１周期分でもよく、適宜設定することができるようになっており、その変化の度合は後述する図６に示すように、表示することによって視認した判定に役立つようになっている。
【００２６】
次に、▲１▼、▲２▼のトラッキングエラー信号に基づいて算出された平均値及びピーク値を検出する実際の手法について、図４のフローチャート、及び図５に示した測定値（平均値）を算出するための説明図を参照して説明する。
【００２７】
先ず、サンプリング速度と、サンプリング回数と、検出しきい値を制御部１において設定する（ステップＳＴ１０）。
【００２８】
制御部１は、検出部２から送信されてきたトラックの１周期分（２０〜４０トラック）のアナログ信号であるトラッキングエラー信号をデジタル信号に変換する（ステップＳＴ１１）。
【００２９】
その後、図５に示すように、制御部１に予め設定しておいたサンプリング速度、例えば０．５Ｖ刻みでデジタル変換された信号の各電圧の度数分布を計算して、平均値電圧を作成する（ステップＳＴ１２）、
【００３０】
そして、図５に示すように、計算された度数分布からなる平均値電圧の内、最大の度数を算出し、各階級の度数をその最大度数で割ることによって正規化した度数分布を作成する（ステップＳＴ１３、ＳＴ１４）。
【００３１】
ここで、光ディスク基板６の面９に変形を生じておらず、検出部２から正常な信号が送信された場合は図５（Ａ）に示すような波形を示し、光ディスク基板６面９に変形が生じた異常な部分が生じていると図５（Ｂ）に示すような波形になる。即ち、正規化後の度数分布の波形を比較すると、異常な部分を有する波形の場合は、山の広がりが大きくなり、後述する検出しきい値での交点から算出されるトラッキングエラー信号振幅値は異常な信号（図５（Ｂ））のほうが大きくなる。
【００３２】
図４において、次に、正規化後の度数分布のデータを検出しきい値（実施例の場合０．１ボルト）の交点の間隔（幅）を計算してトラッキングエラー信号振幅値（平均値）を計算し、配列して保存する（ステップＳＴ１５、ＳＴ１６）。この処理をすることによって、傷等による瞬間的な異常値は度数に殆ど影響しないので除外することができる。
【００３３】
次に、平均値電圧から最小値電圧と最大値電圧を計算し、ピーク値を算出して配列保存する（ステップＳＴ１７、ＳＴ１８）。
【００３４】
上記ステップＳＴ１１〜ＳＴ１８の処理は光ディスク基板６の面９の全てのトラックについて行われ、終了した場合には、平均値の最大値を計算して表示する（ステップＳＴ１９、ＳＴ２０、ＳＴ２１）。
【００３５】
次に、ピーク値の最大値を計算して表示する（ステップＳＴ２２、ＳＴ２３）。
【００３６】
このようにして得られた平均値とピーク値は、図６に示すように、所定間隔を持って一度に視認できるようにして表示する。この表示されたデータを見れば検査した光ディスク基板６の面９に何らかの変形が生じている場合、平均値とピーク値の間隔が大きくなったり、平均値の値が徐々に大きくなったりする。従って、このような現象を判定できれば、金型及びスタンパーの表面粗さが悪化してきていると判断することができる。又、ピーク値が極端な値であれば塵及び埃が侵入したことと容易に判断することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ディスク基板面の変形検出方法及び変形検出装置は、光ディスク基板面にレーザビームを照射し、異なった位置からこのレーザービームの反射光を受光し、その受光した信号を平均化して得られた平均値により光ディスク基板の変形の度合を検出するようにしたことにより、光ディスク基板を成形する金型及びスタンパーの表面の粗さの変化の度合を早期に検出することができるようになり、成形する光ディスク基板の歩留まりを向上させ且つ品質の向上を図ることができるという効果がある。
【００３８】
又、光ディスク基板面に照射したレーザービームの反射光から得られた平均値電圧の最大値と最小値からピーク値を算出するようにしたことにより、光ディスク基板を成形する際に塵及び埃等の侵入したことを早期に検出することができ、光ディスク基板の歩留まり及び品質の向上を図ることができるという効果がある。
【００３９】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ディスク基板面の変形検出装置の略示的な構成図である。
【図２】同変形検出を測定するレーザービームと光ディスク基板面のグルーブとの関係を示した略示的な説明図であり、（Ａ）は正常なグルーブの時の反射光を示し、（Ｂ）は異常なグルーブの時の反射光を示したものである。
【図３】同制御部におけるトラッキングエラー信号の信号処理を示した略示的な説明図である。
【図４】同トラッキングエラー信号から平均値とピーク値を算出するためのフローチャートである。
【図５】同トラッキングエラー信号から得られた平均値電圧と正規化後の度数分布を示したものであり、（Ａ）は正常な信号の場合であり、（Ｂ）は異常な信号の場合を示した説明図である。
【図６】同トラッキングエラー信号から算出した平均値とピーク値を配列した様子を示した説明図である。
【符号の説明】
１；制御部、２；検出部、３；ケーブル、４；Ａ／Ｄ変換部、５；表示部、６；光ディスク基板、７；レーザービーム、８Ａ；受光センサー、８Ｂ；受光センサー、９；面（光ディスク基板面）、１０；反射光、１１；反射光（乱反射）、１２；ピッチ、１３；グルーブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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