JP3656782B2

JP3656782B2 - 光ディスクの評価装置及び光ディスクの評価方法

Info

Publication number: JP3656782B2
Application number: JP33043696A
Authority: JP
Inventors: 光治藤宮; 誠司小林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2016-11-26
Also published as: JPH10162428A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの評価装置及び光ディスクの評価方法に関し、例えばコンパクトディスクの評価に適用して、再生信号の信号レベルが所定の基準レベルを横切るタイミングを時間計測し、記録のパターン毎に時間計測結果集計することにより、光ディスクを簡易かつ詳細に評価することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンパクトディスクにおいては、射出成形、２Ｐ法等の作成手法により、スタンパに形成された微小の凹凸を転写してディスク状基板を形成した後、このディスク状基板に光反射膜等を形成して作成されるようになされている。
【０００３】
すなわちコンパクトディスクの製造工程は、記録に供するデータをデータ処理した後、ＥＦＭ（Eight-to-Fourteen Modulation）変調することにより、所定の基本周期Ｔに対して、周期３Ｔ〜１１Ｔで信号レベルが変化する変調信号を生成し、この変調信号によりディスク原盤を露光する。続いて製造工程は、このディスク原盤を現像した後、電鋳処理してメタルマスクを作成する。さらに製造工程は、このメタルマスクより複数のマザーディスクを作成し、さらに各マザーディスクより複数のスタンパを作成する。
【０００４】
射出成形の手法によりコンパクトディスクを製造する場合、コンパクトディスクの製造工程は、このスタンパを含む金型を射出成形機にセットし、この金型によりポリカーボネート等の透明樹脂を射出成形する。これにより製造工程は、スタンパに形成された微小の凹凸を転写してなるディスク状基板を作成した後、このディスク状基板に光反射膜、保護膜等を形成してコンパクトディスクを作成する。
【０００５】
これに対して２Ｐ法の作成手法によりコンパクトディスクを製造する場合、コンパクトディスクの製造工程は、スタンパ上に形成した一定厚さの空間に紫外線硬化樹脂を充填した後、この紫外線硬化樹脂を硬化させ、その後スタンパより取り外してディスク状基板を作成する。その後製造工程は、射出成形による場合と同様にこのディスク状基板を処理してコンパクトディスクを作成する。
【０００６】
このようにして作成されることにより、コンパクトディスクは、射出成形時における圧力、温度等の条件により、また２Ｐ法による場合は、紫外線硬化樹脂を充填する際の圧力等によりピットの形状が微妙に変化する。また同様に、露光時におけるレーザービームの強度、温度等の製造時の条件によって、メタルマスクにおけるピットの形状、さらにはこのメタルマスクより作成したマザーディスク、スタンパにおいても種々の条件によりピットの形状が変化する。
【０００７】
このようなピット形状の変化は、再生時、再生信号のジッタ、アシンメトリーの変化として観察され、コンパクトディスクは、これらジッタ、アシンメトリーが著しく劣化すると、記録されたデータを正しく再生することが困難になる。
【０００８】
このため従来の製造工程は、コンパクトディスクを再生して、ジッタ、アシンメトリーを測定することにより、製造工程における各種の条件を収束させるようになされていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのようなジッタ、アシンメトリーの測定においては、コンパクトディスクのピット形状を総合的に判断するものである。すなわちこのような測定は、コンパクトディスクに形成される周期３Ｔ〜１１Ｔのピットについて、変形の程度を平均化して評価するものである。
【００１０】
このようなピット形状を簡易かつ詳細に評価することができれば、この種の製造工程における各種の条件を迅速かつ確実に収束させることができると考えられる。
【００１１】
この問題を解決する１つの方法として、電子顕微鏡等によりピットを拡大して観察する方法が考えられるが、評価に時間を要する問題がある。
【００１２】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクを簡易かつ詳細に評価することができる光ディスクの評価装置及び光ディスクの評価方法を提案しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため本発明においては、クロックを基準にして、再生信号の信号レベルが所定の基準レベルを横切るタイミングを時間計測することにより、前記光ディスクに形成されたピットについて、前記クロックのタイミングを基準にしてエッジの位置ずれを検出して位置ずれ検出結果を得、ピットの長さ毎に、このエッジの位置ずれ検出結果を分類して集計する。
【００１４】
クロックを基準にして、再生信号の信号レベルが所定の基準レベルを横切るタイミングを時間計測することにより、前記光ディスクに形成されたピットについて、前記クロックのタイミングを基準にしてエッジの位置ずれを検出して位置ずれ検出結果を得るようにすれば、再生信号を２値化した２値化信号におけるエッジのタイミングを測定することができる。これによりピットの長さ毎に、このエッジの位置ずれ検出結果を分類して集計すれば、記録のパターンでなるピット長に応じてエッジのタイミングを集計することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１６】
（１）第１の実施の形態
図１は、本発明の実施の形態に係る光ディスク評価装置を示すブロック図であり、この光ディスク評価装置１は、コンパクトディスク３に形成されたピットについて、エッジの位置ずれを測定することにより、このコンパクトディスク３のピット形状を評価する。
【００１７】
すなわちこの光ディスク評価装置１において、コンパクトディスクプレイヤー（ＣＤプレイヤー）２は、コンピュータ４により制御されて動作を切り換え、コンパクトディスク３を再生する。このときコンパクトディスクプレイヤー（ＣＤプレイヤー）２は、コンパクトディスク３にレーザービームを照射し、その結果得られる戻り光の光量に応じて信号レベルが変化する再生信号ＲＦを出力する。
【００１８】
ディジタルオシロスコープ５は、コンピュータ４により制御されて動作を切り換え、チャンネルクロックの２０倍のサンプリング周波数でこの再生信号ＲＦをアナログディジタル変換処理し、その結果得られるディジタル信号をコンピュータ４に出力する。
【００１９】
コンピュータ４は、ディジタルオシロスコープ５の動作を制御すると共に、ディジタルオシロスコープ５より出力されるディジタル信号を信号処理し、これによりコンパクトディスク３の評価結果をプリンタ６に出力する。
【００２０】
図２は、このコンピュータ４における処理手順を示すフローチャートである。この処理手順において、コンピュータ４は、ステップＳＰ１からステップＳＰ２に移り、エッジ位置ずれ検出結果Δｒ（ｐ，ｂ）、エッジ位置ずれ計測回数ｎ（ｐ，ｂ）を値０にセットする。ここでコンピュータ４は、コンパクトディスク３に形成されるピット長ｐ、ピット間隔ｂの組合せ毎に、エッジ位置ずれ検出結果Δｒ（ｐ，ｂ）を算出し、またエッジ位置ずれ計測回数ｎ（ｐ，ｂ）をカウントする。このためコンピュータ４は、ステップＳＰ２において、これら全てのエッジ位置ずれ検出結果Δｒ（ｐ，ｂ）、エッジ位置ずれ計測回数ｎ（ｐ，ｂ）を初期値にセットする。
【００２１】
続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ３に移り、ディジタルオシロスコープ５より出力されるディジタル信号を所定のスライスレベルと順次比較することにより、再生信号ＲＦを２値化してなるディジタル２値化信号を生成する。なおコンピュータ４は、この処理において、スライスレベル以上が値１、スライスレベルに満たない部分では値０となるように、ディジタル信号を２値化する。
【００２２】
続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ４に移り、このディジタル信号でなる２値化信号より再生クロックを生成する。ここでコンピュータ４は、２値化信号を基準にして演算処理によりＰＬＬ回路の動作をシュミレーションし、これにより再生クロック（チャンネルクロックでなる）を生成する。
【００２３】
さらにコンピュータ４は、続くステップＳＰ５において、この再生クロックの各立ち下がりエッジのタイミングで２値化信号をサンプリングし、これによりＥＦＭ信号を復号する（以下復号したこのＥＦＭ信号をＥＦＭ復号信号と呼ぶ）。
【００２４】
続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ６に移り、２値化信号の立ち上がりエッジの時点から、このエッジに最も近接した再生クロックの立ち下がりの時点までの時間差ｅを検出し、これによりこのエッジにおけるエッジの位置ずれを時間計測する。続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ７において、ステップＳＰ６で時間計測したエッジについて、ＥＦＭ復号信号より前後のピット長ｐ及びピット間隔ｂを検出する。
【００２５】
コンピュータ４は、続いてステップＳＰ８において、前後のピット長ｐ及びピット間隔ｂに対応するエッジ位置ずれ検出結果Δｒ（ｐ，ｂ）に対して、ステップＳＰ６において検出した時間差ｅを加算し、また対応するエッジ位置ずれ計測回数ｎ（ｐ，ｂ）を値１だけインクリメントする。続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ９に移り、全ての立ち上がりエッジについて、時間計測を完了したか否か判断し、ここで否定結果が得られると、ステップＳＰ５に戻る。
【００２６】
これによりコンピュータ４は、ステップＳＰ５−ＳＰ６−ＳＰ７−ＳＰ８−ＳＰ９−ＳＰ５の処理手順を繰り返し、再生信号ＲＦに表れる変化パターン毎に、時間計測したエッジ位置ずれ検出結果を累積加算し、また加算数をカウントする。
【００２７】
このようにして全てのエッジについて、位置ずれの時間計測を完了すると、コンピュータ４は、ステップＳＰ９において肯定結果が得られることにより、ステップＳＰ１０に移り、ここで再生信号ＲＦに表れる変化パターン毎に（すなわち前後のピット長ｐ及びピット間隔ｂ毎に）、時間計測したエッジ位置ずれ検出結果を平均値化する。すなわちステップＳＰ６において検出される位置ずれにおいては、ノイズの影響を受けていることにより、コンピュータ４は、このようにしてエッジ位置ずれ検出結果を平均値化して位置ずれの測定精度を向上する。
【００２８】
コンピュータ４は、このようにして再生信号ＲＦに表れる変化パターン毎にエッジ位置ずれ検出結果を平均値化すると、続いてステップＳＰ１１に移り、ピット長ｐ毎に、この検出結果をさらに平均値化する。続いてコンピュータ４は、ステップＳＰ１１に移り、この検出結果をプリンタ６より出力する。ここでコンピュータ４は、図３に示すように、各ピット長毎に、エッジ位置ずれを棒グラフ状に表示する。なおこの棒グラフにおいては、図４に示すように、２値化信号Ｓ２のパルス幅が拡大する方向を正方向に設定する。
【００２９】
このようにして立ち上がりエッジについて、位置ずれを検出すると、コンピュータ４は、ステップＳＰ１３に移り、この処理手順を終了する。続いてコンピュータ４は、立ち下がりエッジについて、同様にして位置ずれ検出処理を実行し、図５に示すように、検出結果を出力する。なおこの図５においても、図６に示すように、コンピュータ４は、立ち上がりエッジの場合と同様に、２値化信号Ｓ２のパルス幅が拡大する方向を正方向に設定して検出結果を出力する。
【００３０】
またコンピュータ４は、このようにして立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの双方について、エッジの位置ずれを検出した後、オペレータが出力のモードを切り換えると、各ピット長さ毎に、立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの位置ずれを加算して図７に示すように表示する。
【００３１】
かくするにつき、このようにして位置ずれが検出され２値化信号のエッジは、コンパクトディスク３に形成されたピットのエッジに対応する。これによりコンピュータ４は、このようにＥＦＭ復号信号についてエッジの位置ずれを検出して、再生クロックに対応する記録時の基本周期Ｔを基準にして、コンパクトディスク３に形成されたピットの変形を、ピット長毎に、前側エッジ及び後ろ側エッジの双方についてそれぞれ測定することになる。
【００３２】
以上の構成において、コンパクトディスク３（図１）は、基本周期Ｔの整数倍の周期で信号レベルが変化する変調信号によりレーザービームをオンオフ制御してディスク原盤が順次露光されてピットが形成され、このディスク原盤よりメタルマスク、マザーディスク、スタンパが順次作成された後、このスタンパから射出成形、２Ｐ法等の作成手法により作成される。この作成時の種々の条件により、コンパクトディスク３は、ピットの形状が変化し、基本周期Ｔによるタイミングに比して前エッジ及び後ろエッジの位置が変化して形成される。
【００３３】
このようにして作成されるコンパクトディスク３は、コンパクトディスクプレイヤー２で再生されて、戻り光の光量に応じて信号レベルが変化する再生信号ＲＦが生成され、この再生信号ＲＦがディジタルオシロスコープ５によりディジタル信号に変換される。コンパクトディスク３は、コンピュータ４において、所定の基準レベルでなるスライスレベルによりディジタル信号が２値化されて２値化信号が生成され、さらにこの２値化信号より再生クロックが再生される。さらにコンパクトディスク３は、再生クロックにより２値化信号をラッチしてＥＦＭ復号信号が生成される。
【００３４】
さらにコンパクトディスク３は、２値化信号の各エッジ毎に、ＥＦＭ復号信号より前後のピット及びランドが検出されてＥＦＭ信号の変化パターンが検出され、各変化パターン毎に、再生クロックに対する各エッジの位置ずれが、ピット形状の拡大する方向を正側に設定して時間計測される。
【００３５】
さらにこれら時間計測結果が各変化パターン毎に平均値化された後、ピット長、立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジ毎に分類されて平均化され、この平均値化された測定結果がプリンタ６より出力される。これによりこのコンパクトディスク３においては、従来に比して、簡易かつ詳細に、ピットの変形を評価することができ、これにより例えば射出成形の圧力、温度等を補正して製造工程の条件を短時間で収束させることができる。
【００３６】
以上の構成によれば、再生クロックを基準にして、再生信号の信号レベルが所定の基準レベルを横切るタイミングを時間計測し、ピット長、立ち上がりエッジ、立ち下がりエッジ毎に分類して時間計測結果を集計したことにより、簡易かつ詳細に、コンパクトディスク上に形成されたピットの形状を評価することができる。これによりコンパクトディスクの製造工程に適用して、製造時の条件を短時間で収束させることができる。
【００３７】
（２）第２の実施の形態
図８は、第２の実施の形態に係るコンパクトディスクの評価工程を示す工程図である。この評価工程においては、２Ｐ法で作成したコンパクトディスク１１Ａと、射出成形法により作成したコンパクトディスク１１Ｂとを評価し、その評価結果を比較することによりこれら２つの製造工程の差異を評価する。
【００３８】
すなわちこの評価工程においては、図１について上述した光ディスク評価装置１により、２Ｐ法で作成したコンパクトディスク１１Ａと、射出成形法により作成したコンパクトディスク１１Ｂとについて、それぞれピット長毎にエッジ位置ずれを検出する。さらにこの検出結果１２Ａ及び１２Ｂ間で、各ピット長毎に、エッジ位置ずれ量を減算することにより、検出結果１２Ａ及び１２Ｂ間の比較結果１３を得、この比較結果をプリンタ６より出力する。
【００３９】
図８に示す構成によれば、２Ｐ法の製造工程と、射出成形法による製造工程との差異を、簡易かつ詳細に検出することができ、これら製造工程間の差異による製造ばらつきを簡易かつ速やかに収束させることができる。
【００４０】
（３）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、再生信号より２値化信号を生成し、再生クロックを基準にしてこの２値化信号のエッジのタイミングを検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、再生信号の信号レベルが２値化信号生成のしきい値を横切るタイミングを直接測定して、エッジの位置ずれを測定してもよい。
【００４１】
さらに上述の実施の形態においては、コンピュータにおける演算処理により、２値化信号、再生クロック、ＥＦＭ復号信号を生成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばコンパクトディスクプレイヤー２の内部処理に使用されるこれらの信号を利用してもよく、さらには専用の信号処理回路を構成してもよい。
【００４２】
また上述の実施の形態においては、単にピット形状をピット長毎に評価する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばコンパクトディスク３を内周側領域、外周側領域に分割して、各領域毎に、ピット形状をピット長毎に評価してもよい。このようにすれば射出成形時における樹脂の流れについても、詳細な評価基準を得ることができる。
【００４３】
さらに上述の実施の形態においては、コンパクトディスクを評価する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、メタルマスク等の評価に利用してもよい。
【００４４】
さらに上述の実施の形態においては、本発明に係るディスク評価装置をコンパクトディスクの製造工程に適用して、コンパクトディスクを評価する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光ディスク装置により記録された種々の光ディスクの評価に利用して、これら光ディスク装置の記録の特性を評価することができる。
【００４５】
また上述の実施の形態においては、本発明をコンパクトディスクの評価に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ピット、マークにより種々のデータを記録する光ディスク装置の評価に広く適用することができる。因みに、再生信号の過渡応答特性の相違により種々のデータを多値記録するようになされた光ディスク装置にも広く適用することができる。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、再生信号の信号レベルが所定の基準レベルを横切るタイミングを、クロックを基準にして時間計測し、時間計測結果を記録のパターン毎に集計することにより、光ディスクを簡易かつ詳細に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスク評価装置を示すブロック図である。
【図２】図１の光ディスク評価装置におけるコンピュータの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】図１の光ディスク評価装置による測定結果の出力を示す特性曲線図である。
【図４】図３の測定結果における極性を示す信号波形図である。
【図５】図３に対応して示す立ち下がりエッジの測定結果の出力を示す特性曲線図である。
【図６】図５の測定結果における極性を示す信号波形図である。
【図７】立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジの測定結果を総合した、測定結果の出力を示す特性曲線図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る光ディスクの評価工程を示す工程図である。
【符号の説明】
１……光ディスク評価装置、２……コンパクトディスクプレイヤー、３、１１Ａ、１１Ｂ……コンパクトディスク、４……コンピュータ、５……ディジタルオシロスコープ、６……プリンタ

Claims

光ディスクの評価装置であって、
前記光ディスクは、
記録に供するデータに応じて、所定の基本周期の整数倍の周期によりレーザービームをオンオフ制御して前記データをディスク状記録媒体に記録して作成され、
前記光ディスクの評価装置は、
前記光ディスクより得られる再生信号から前記基本周期のクロックを再生するクロック再生手段と、
前記クロックの信号レベルが切り換わるタイミングを基準にして、前記再生信号の信号レベルが所定の基準レベルを横切るタイミングを時間計測することにより、前記光ディスクに形成されたピットについて、前記クロックのタイミングを基準にしてエッジの位置ずれを検出して位置ずれ検出結果を出力する時間計測手段と、
前記ピットの長さ毎に、前記エッジの位置ずれ検出結果を分類して集計する集計手段と
を備えることを特徴とする光ディスクの評価装置。
前記集計手段は、
さらに隣接するランドの長さ毎に分類して、前記エッジの位置ずれ検出結果を集計することを特徴とする請求項１に記載の光ディスクの評価装置。
前記集計手段は、
前記時間計測手段によるエッジの位置ずれ検出結果を加算又は平均値化して、前記エッジの位置ずれ検出結果を集計する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスクの評価装置。
前記集計手段は、
前記時間計測手段によるエッジの位置ずれ検出結果を加算又は平均値化して、前記エッジの位置ずれ検出結果を集計する
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスクの評価装置。
前記集計手段は、
異なる光ディスクより得られた集計結果間の比較結果を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスクの評価装置。
光ディスクの評価方法であって、
前記光ディスクは、
記録に供するデータに応じて、所定の基本周期の整数倍の周期によりレーザービームをオンオフ制御して前記データをディスク状記録媒体に記録して作成され、
前記光ディスクの評価方法は、
前記光ディスクより得られる再生信号から前記基本周期のクロックを再生し、
前記クロックを基準にして、前記再生信号の信号レベルが所定の基準レベルを横切るタイミングを時間計測することにより、前記光ディスクに形成されたピットについて、前記クロックのタイミングを基準にしてエッジの位置ずれを検出して位置ずれ検出結果を得、
前記ピットの長さ毎に、前記エッジの位置ずれ検出結果を分類して集計して集計結果を得、
第１の光ディスクについて得られた前記集計結果と、第２の光ディスクについて得られた前記集計結果との比較結果に基づいて、前記第１及び第２の光ディスクに関する製造工程間の差異を判定する
ことを特徴とする光ディスクの評価方法。