CN1656372A - 物体表面的异物检测方法以及异物检测装置和光盘装置 - Google Patents

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Abstract

在异物检测装置中，光信号检测单元(1)使光斑在规定方向扫描的同时，在被检查物体面上照射光斑，接收来自被检查物体面的反射光，生成与反射光量对应的光检测信号(HF)。异物检测单元(2a～2h)从光检测信号(HF)中生成与在被检查物体上附着的异物的扫描方向上的开始端以及终端对应出现的异物检测信号(C)。异物检测信号例如作为对光检测信号(HF)和使光检测信号(HF)以规定时间延迟的延迟信号(HF1)进行减法运算的差信号被求出。异物判断单元(3)从异物检测信号(C)生成表示异物存在区域的异物判断信号(H)。

Description

物体表面的异物检测方法以及异物检测装置和光盘装置
技术领域
本发明涉及检测附着在物体表面的污垢、尘埃、油污、指纹或者划痕、缺陷等异物的方法以及装置。进一步，本发明涉及应用此异物检测装置检测光盘表面的异物的光盘装置以及安装了此光盘装置的各种***。
背景技术
近年，利用了在相变化记录介质、色素记录介质、光磁记录介质，凸凹等事先记录了信息的再生专用的介质等的光记录介质(以下，限于允许范围称为“光盘”)的光盘记录再生装置(以下，在没有声明的情况下称为“光盘”)中信息记录密度的高密度化、CCD(摄像元件)、液晶面板、有机EL面板等电子图像器件中像素密度的高密度化、半导体集成电路中的微细化和高集成度等的要求年年提高。由这样的背景，使光盘装置、电子图像器件、半导体集成电路等的构成要素微细化、获得高密度的开发正在非常活跃地进行。
但是，随着构成要素微细化的进展，检测在构成要素上附着的污垢、尘埃、油污、划伤等的异物并将其除去成为为了实现比以往增加的高密度化的重要技术的课题。如果在产品制造时或者使用时，异物附着在构成要素上，由于会成为带来制造成品率下降和产品性能降低的原因，所以高精度地检测异物变得重要。
特别在光盘中，在光盘表面附着的异物成为阻碍信息记录密度的高密度化的重大的妨碍因素之一。即，利用蓝色激光等的短波长光源使记录标记变小，提高记录位密度时，即使在光盘上不成问题的异物如果附着在光束的光学通路上，会发生以下的问题，使信息记录密度高的光盘装置实用化很困难。
照射光束在光盘的记录层形成记录标记的情况下，光束由于附着在光盘表面的异物的光学特性，受到遮光、折射、反射等的影响，记录标记的位置、大小等变动。由于光束斑点直径以及记录标记长度越小，此变动的影响变得越大，所以精度良好地形成高可靠性的信息记录密度高的记录标记是困难的。
另外，在相变化记录介质和色素记录介质的记录层以及轨道层照射光束、读区记录标记的情况下，同样光束也由于光盘表面附着的异物的光学特性受到遮光、折射、反射等的影响，变得不能正确读取记录标记以及轨道。由于记录标记以及轨道间距越小，异物的影响变得越大，所以精度良好地读取信息记录密度高的记录标记是困难的。
另外，光盘装置作为小型、重量轻、廉价的大容量记录存储装置，人们期望新的市场开拓。但是，信息记录密度高而且大容量的光盘装置对于异物由于记录再生的可靠性差，所以如果装载到计算机装置、计算机***、计算机网络***、汽车、电车、船舶、飞机等的交通工具、MFP(多功能产品)等的图像复合装置等强烈要求记录再生的可靠性的装置或者***中的话，存在可靠性下降这样的问题。
因此，为了解决上述问题，具备了检测光盘表面附着的异物的装置的光盘装置从以往开始一直被提出。
图34是其一例，是在特开平6-223384号公报中记载的光盘污垢检测装置的概略图。来自半导体光源5的放射光通过物镜7在光盘100的表面被聚光，其反射光经由1/4波长板51以及偏振光束分离器6，由被2分为A区域和B区域的光接收元件53接收。将在A区域以及B区域接收的光的光量分别在I-V变换电路54a以及54b变换为电压，将A区域以及B区域的电压在和信号再生电路55中相加，生成和电压信号。另一方面，从光盘的理论，将反射率通过计算求出的和信号电压作为没有附着污垢的光盘的基准电压，将和信号电压与基准电压进行比较，当低于基准信号时，警告或者停止。
但是，以往的异物检测装置，由于通过直接将和信号电压与基准电压进行比较来进行异物检测，将异物附着部分的电平下降部分作为ΔHF，将没有附着异物的部分的电平作为HF0的情况下，HF0比ΔHF大，只产生(HF0-ΔHF)的偏压。在作为本发明适用领域之一的相变化记录介质中，如果考虑散焦、出轨、介质和装置的温度变化等的其他的记录恶化因素，则必须将为了对记录时的信息层进行良好的记录的激光照射能量的上限值、下限值抑制在10％以下。换言之，即使激光照射能量增大10％、减少10％都不能进行良好的记录，再生信息信号时，产生误差，存在损失可靠性的可能。特别是，在作为介质的光盘表面附着了反射率小的异物的情况下，会产生异物检测精度变坏这样的问题。特别是，存在不能检测油污等这样光透过率高的异物这样的大问题。另外，在通常的测量环境下，异物的检测精度降低，而且为了提高检测精度，高精度的控制装置是必要的，存在装置的价格昂贵这样的问题。即，如果在以往的异物检测装置上检测上述异物，附着异物部分的反射光量和没有附着异物部分的反射光量的差即和信号电压的差变小，而且基准电压的余量变小。也就是说，为了正确地检测出这样的异物，有必要高精度地使和信号电压稳定。但是，在通常的使用环境下，由于光源、光检测装置、信号处理电路等随时间变化和随温度变化或者光学透镜和光检测装置上附着的尘埃等，和信号电压变动。特别是，当光透过率超过90％的异物的情况下，和信号电压的差很微小而且由于基准电压是固定的，所以由于和信号电压的变动，存在异物的检测变为不可能这样的问题。
发明内容
本发明正是为了解决以往的问题而进行的发明，其目的在于提供一种对反射率之差小的异物和透光性异物的检测精度高，而且对于光检测部分的变动能增大余量的异物检测方法以及异物检测装置。本发明的另一目的在于提供一种即使在通常的测量环境下也能够高精度且廉价地进行检测的异物检测装置。本发明的再一目的在于提供一种使高密度信息的记录再生成为可能，而且对于异物的可靠性高的光盘装置以及搭载光盘装置的***。
有关本发明的物体表面上的异物检测方法包括：在规定方向上扫描光斑的同时，在被检查物体面上照射光斑的步骤；接收来自被检查物体面的反射光，生成对应于反射光量的光检测信号的步骤；从光检测信号中，生成与在附着在被检查物体上的异物的扫描方向上的开始部分以及终端部分对应出现的异物检测信号的步骤；和从异物检测信号中生成表示异物存在区域的异物判断信号的步骤。
在上述异物检测方法中，生成异物检测信号的步骤也可以包括：生成使光检测信号只以规定时间延迟的延迟信号的步骤；和对光检测信号和延迟信号进行减法运算而生成差信号的步骤。此种情况下，生成异物判断信号的步骤基于差信号生成异物判断信号。
另外，在上述异物检测方法中，生成异物检测信号的步骤也可以包括：生成使光检测信号只以第1延迟时间延迟的第1延迟信号的步骤；生成使光检测信号只以第2延迟时间延迟的第2延迟信号的步骤；对上述第1延迟信号和上述第2延迟信号进行减法运算而生成差信号的步骤。此种情况下，生成异物判断信号的步骤基于差信号生成异物判断信号。
再者，在上述异物检测方法中，生成异物检测信号的步骤也可以包括：使光检测信号通过带通滤波器而生成带通信号的步骤。此种情况下，生成异物判断信号的步骤基于带通信号生成异物判断信号。
另外，在上述异物检测方法中，生成异物检测信号的步骤也可以包括：使光检测信号通过低通滤波器而生成低频域信号的步骤；和对光检测信号和低频域信号进行减法运算而生成差信号的步骤。此种情况下，生成异物判断信号的步骤基于差信号生成异物判断信号。
另外，在上述异物检测方法中，生成异物检测信号的步骤也可以包括：使光检测信号通过第1低通滤波器而生成第1低频域信号的步骤；使光检测信号通过具有与第1低通滤波器不同的频率特性的第2低通滤波器而生成第2低频域信号的步骤；和对第1低频域信号和第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的步骤。此种情况下，生成异物判断信号的步骤基于差信号生成异物判断信号。
另外，在上述异物检测方法中，生成异物检测信号的步骤也可以包括：使光检测信号通过第1低通滤波器而生成第1低频域信号的步骤；使第1低频域信号通过具有与第1低通滤波器不同的频率特性的第2低通滤波器而生成第2低频域信号的步骤；和对第1低频域信号和第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的步骤。此种情况下，生成异物判断信号的步骤基于差信号生成异物判断信号。
另外，在上述异物检测方法中，生成异物检测信号的步骤也可以包括：使光检测信号通过高通滤波器而生成高频域信号的步骤。此种情况下，生成异物判断信号的步骤基于高频域信号生成异物判断信号。
有关本发明的异物检测装置，包括：照射单元，使光斑在规定方向上扫描的同时，在被检查物体面上照射光斑；光信号检测单元，接收来自上述被检查物体面的反射光，生成与该反射光量对应的光检测信号；异物检测单元，从该光检测信号生成与在附着在上述被检查物体上的异物的扫描方向上的开始部分以及终端部分对应出现的异物检测信号；和异物判断单元，从该异物检测信号生成表示异物存在的区域的异物判断信号。
异物检测单元也可以包括：生成将光检测信号只以规定时间延迟的延迟信号的延迟单元；和对光检测信号和延迟信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元。此种情况下，异物判断单元基于差信号生成异物判断信号。
异物检测单元也可以包括：生成将光检测信号只以第1延迟时间延迟的第1延迟信号的第1延迟单元；生成将光检测信号只以第2延迟时间延迟的第2延迟信号的第2延迟单元；和对第1延迟信号和第2延迟信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元。此种情况下，异物判断单元基于差信号生成异物判断信号。
异物检测单元也可以包括使光检测信号通过而生成带通信号的带通滤波器。此种情况下，异物判断单元基于带通信号生成异物判断信号。
异物检测单元也可以包括：使光检测信号通过而生成低频域信号的低通滤波器；对光检测信号和低频域信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元。此种情况下，异物判断单元基于差信号生成异物判断信号。
异物检测单元也可以包括：使光检测信号通过而生成第1低频域信号的第1低通滤波器；具有与该第1低通滤波器不同的带通特性、使光检测信号通过而生成第2低频域信号的第2低通滤波器；和对第1低频域信号信号和第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元。此种情况下，异物判断单元基于差信号生成异物判断信号。
异物检测单元也可以包括：使光检测信号的低频域成分通过而生成第1低频域信号的第1低通滤波器；具有与该第1低通滤波器不同的带通特性、使第1低频域信号通过而生成第2低频域信号的第2低通滤波器；和对第1低频域信号信号和第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元。此种情况下，异物判断单元基于差信号生成异物判断信号。
异物检测单元也可以包括使光检测信号通过而生成高频域信号的高通滤波器。这时，异物判断单元基于高频域信号生成异物判断信号。
有关本发明的光盘装置，对光盘照射激光进行信息的记录或者再生，包括将光盘作为被检查物体而检测光盘表面附着的异物的上述异物检测装置。
再者，利用上述光盘装置，还有以下这样的应用。
·计算机***，包括：具有微型计算机、存储器和外部传送路径的计算机装置、通信设备、输出设备、和上述光盘装置。
·计算机网络***，包括：具有微型计算机、存储器和外部传送路径的至少1个计算机装置、通过通信单元使计算机装置连接的通信器、输入输出设备、和至少1个上述光盘装置。
·汽车、船舶、飞机等运输装置，包括动力产生装置、动力传递装置、上述光盘装置。
·图像复合装置，包括：图像形成装置、图像读取装置、微型计算机、存储器、外部传送路径并搭载了上述光盘装置。
·影院***，包括：投影屏幕、上述光盘装置、根据由光盘装置再生的信号生成图像声音信号的控制单元、基于图像声音信号，将图像投影在屏幕的投影单元、基于图像声音信号输出声音的声音输出单元。还有，影院***也可以包括2个以上的上述光盘装置。此时，如果在再生中的光盘装置中检测出异物，控制单元则进行如下控制：停止由一个再生中的光盘装置所进行的再生，开始由另一个光盘装置进行的再生。
附图说明
图1是表示有关本发明的异物检测装置第1构成例的框图。
图2是表示光检测器一构成例的图。
图3是表示光斑的扫描方法例的图。
图4是表示光斑的扫描方法另一例的图。
图5是表示光斑的扫描方法又一例的图。
图6是说明光斑的宽度和扫描间隔的关系图。
图7是利用异物检测装置检测异物的方法的图。
图8A～8F是表示第1构成例的异物检测装置中异物检测时的各个信号的信号波形图。
图9是表示有关本发明的异物检测装置第2构成例的框图。
图10A～10G是表示在第2构成例的异物检测装置中异物检测时的各个信号的信号波形图。
图11是表示有关本发明的异物检测装置第3构成例的框图。
图12是表示第3构成例的异物检测装置的带通滤波器的通过频带特性的图。
图13A～13E是表示第3构成例的异物检测装置中异物检测时的各个信号的信号波形图。
图14是表示有关本发明的异物检测装置第4构成例的框图。
图15A～15F是表示第4构成例中的异物检测装置中的异物检测时的各个信号的信号波形图。
图16是表示有关本发明的异物检测装置第5构成例的框图。
图17A～17G是表示第5构成例的异物检测装置中的异物检测时的各个信号的信号波形图。
图18是表示有关本发明的异物检测装置第6构成例的框图。
图19A～19G是表示第6构成例的异物检测装置中的异物检测时的各个信号的信号波形图。
图20是表示有关本发明的异物检测装置第7构成例的框图。
图21是表示了第7构成例的异物检测装置的高通滤波器的通过频带特性的图。
图22A～22E是表示第7构成例的异物检测装置中的异物检测时的各个信号的信号波形图。
图23是表示有关本发明的异物检测装置第8构成例的框图。
图24A～24D是表示第8构成例的异物检测装置中的异物检测时的各个信号的信号波形图。
图24E是表示光检测器108b和光斑11的关系图
图25是表示本发明中光盘装置的构成例的框图。
图26是表示本发明中光盘装置的进一步详细构成的图。
图27A是表示本发明中光盘装置中的光学头的构成框图。
图27B是表示信息记录层的结构的图。
图28是表示光盘表面上的光斑的样子的图。
图29是表示本发明中装载了光盘装置的计算机***的构成例的框图。
图30是表示本发明中装载了光盘装置的计算机网络***的构成例的框图。
图31是表示本发明中装载了光盘装置的汽车的构成例的框图。
图32是表示本发明中装载了光盘装置的图像复合装置的构成例的框图。
图33是表示本发明中装载了光盘装置的影院***的构成例的框图。
图34是表示以往的异物检测装置的构成例的框图。
具体实施方式
以下，参照附图，对于有关本发明的异物检测装置以及利用了此装置的各种装置的优选实施方式进行说明。
(第1实施方式)
图1是表示根据本发明的异物检测装置第1构成例的构成框图。异物检测装置的构成包括：光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2a、异物判断信号生成部3、使被检查物体4在水平方向移动的第二驱动单元10。
光检测信号生成部1是通过检测来自被检查物体4表面的反射光，生成光检测信号HF的部分，其构成包括：光源5、光束分离器6、物镜等的聚光单元7、光检测器8、使聚光单元7的焦点位置移动的第一驱动单元9。
作为光源5，能够使用白炽电灯、卤素灯、半导体激光、气体激光等，只要是通常熟知的任何一种都可以。其中，激光光源等的可干涉性的光源可以高精度地检测异物，因而优选。
光检测器8如图2所示，是由将接收到的光量变换为电流的光电变换元件21和将电流变换为电压的I-V变换器22构成。作为光电变换元件21能够使用光二极管、CCD等，只要是通常熟知的任何一种都可以。以下对于以上这样构成的光检测信号生成部1的动作进行说明。
首先，按照让来自光源的放射光在被检查物体4表面聚光那样，驱动第一驱动单元9，使聚光单元7移动。在此状态下，从光源5放射的光在光束分离器6被反射，通过聚光单元7，在被检查物体4的表面被聚光。来自被检查物体4表面的反射光透过光束分离器6，被光检测器8接收，被变换为对应于接收光量的电压。然后，从光检测器8作为光检测信号HF被输出。
此处，被聚光到被检查物体4表面的光斑11的直径以及形状，根据被检查物体的种类和应当检测异物的种类、大小等的目的，适当选择光学***使用。
作为光斑直径，优选φ1μm～φ5mm的范围，但也不必限定于此范围，当然能根据异物的大小和目的适当选择使用。为了使光斑直径变化，能通过1)使物镜焦点位置移动，2)更换成能得到期望的光斑直径的光学系等通常的方法容易地得到。特别是，作为光源5采用激光光源的情况下，如果按照将被检查物体4的表面位于物镜大致焦点距离处那样进行配置，能以简单的光学构成检测异物的周围边界，因而优选。特别是在后述的光盘装置中，通过这样做，能原样使用光学系，具有这样良好的优点。
光斑形状优选可以根据目的改变成圆形、椭圆形、矩形等。为了改变光斑形状，通过将打凿成所期望形状的掩模***到光学通路中，或者利用半圆锥形透镜等的方式可以实现。异物检测信号生成部2a的构成包括：生成将从光检测器8输出的光检测信号HF进行T时间延迟的延迟信号HF1的延迟电路12；对光检测信号HF和延迟信号HF1进行减法运算，生成差信号C的减法运算器13。此减法运算器13的增益为n。n为1以上、1以下都可以，优选适合于电路设计的值。
异物判断信号生成部3是从由减法运算器13输出的差信号C判断异物的部分，由比较器14a以及14b和RS触发电路(RS Flip-Flop Circuit)15构成。
比较器14a以及14b上分别被连接了基准电压发生器16a以及16b。基准电压发生器产生的基准电压Vrf1、Vrf2设定成相互极性相反，绝对值为大致相等。还有，优选在每次测量时设定基准电压，这样使异物检测精度提高。
以下对于以上这样构成的异物判断信号生成部3的动作进行说明。
如果来自异物检测信号生成部2a的差信号C被输入到比较器14a以及14b中，差信号C的电压、与来自基准电压发生器16a以及16b的各个基准电压Vrf1、Vrf2的大小进行比较。此处，如果基准电压Vrf1＜0、基准电压Vrf2＞0，在异物周围边界部(异物的开始部分和终端部分)，(基准电压Vrf1-差信号C的电压)＜0或者(基准电压Vrf2-差信号C的电压)＞0，或者从比较器14a以及14b中分别输出“1”的数字信号。另外，在异物的周围边界部分以外，基准电压Vrf1＜差信号C的电压＜基准电压Vrf2，从比较器14a以及14b中输出“0”的数字信号。也就是说，通过检测从比较器14a以及14b的输出信号，能够判断异物的有无。还有，如果此输出信号被输入到RS触发电路14中，由于在异物周围从开始部分到终端部分之间，被变换为“1”的数字信号，异物区域的判断变得容易，因而优选。
接着，对于照射被检查物体4的光斑11的扫描方法进行说明。
图3是特别适合于被检查物体4是矩形的情况下的扫描方法。使被检查物体4和光信号生成部1相对的位置通过第二驱动单元10在X方向以及Y方向平行移动，使光斑11沿着虚线所示的方向被扫描。还有，作为光源使用激光光源的情况下，使被检查物体4在Y方向移动的同时，利用多边镜使激光在X方向扫描的方法也可以。
图4说明特别适合于被检查物体4是光盘那样的圆形的情况下的扫描方法。使被检查物体4转动的同时，使光斑11沿着被检查物体4的中心线(图中的O表示被检查物体的中心点)沿着箭头方向移动，使光斑11的轨迹为画螺旋那样扫描。
图5是说明了适合于被检查物体4为圆形的情况的扫描方法的另一例的图。使被检查物体4转动的同时，如果使光斑11以期望的振幅振动，同时沿着被检查物体4的中心线L移动，使振幅的中心轨迹To为画螺旋那样扫描。此方法在能够缩短测量时间，因而优选。
图6是表示在图3～图5中说明的光斑11的扫描间隔P和光斑宽度W之间关系的主要部分放大图。与扫描间隔P相比，使光斑的宽度W变大(P＜W)，如果使光斑11的轨迹一部分重叠那样，就能够不遗漏检查区域进行扫描，因而优选。光斑11为圆形时，使扫描间隔P为光斑11的直径d以下，由于同上的理由而优选。还有，简单而且方便地检测异物的有无的情况下，也可以使光斑11的扫描间隔P比光斑的宽度W大。
根据图1的异物检测装置的异物检测方法基于图7以及图8进行说明。
图8A～图8F是将图7所示的、附着了比物体面71的表面反射率低的异物72的物体作为被检查物体4使用的情况下，由光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2a、异物判断信号生成部3分别输出的异物72附近的信号的图。
首先，使光斑11沿着箭头的方向扫描的同时照射被检查物体4，来自被检查物体4的反射光被光检测器8接收，这样的话，由于来自异物72的反射光量比物体面71少，所以从光检测器8中输出如图8A所示的异物72部分(从周围边缘部分E1开始到周围边缘部分E2之间)的信号电平比物体面71的信号电平低的光检测信号HF的波形。
如果将从光检测器8输出的光检测信号HF输入到延迟电路12中，从延迟电路12中输出如图8B所示的、光检测信号HF只以时间T被延迟的延迟信号HF1波形。
接着，从光检测器8输出的光检测信号HF和从延迟电路12输出的延迟信号HF1输入减法运算器13，对光检测信号HF和延迟信号HF1进行减法运算(HF-HF1)。这样的话，从减法运算器13输出如图8C所示的差信号C的波形。即，在异物的周围部分E1，由于HF＜HF1，所以输出负脉冲状的波形G1，另外，由于在周围边缘部分E1和周围边缘部分E2之间，HF＝HF1，所以输出0电平的波形，在异物周围部分E2，由于HF＞HF1，所以输出正脉冲状的波形G2。
接着，从减法运算器13输出的差信号C输入到比较器14a以及14b，比较基准电压Vrf1以及Vrf2和差信号C的大小。如果从上述光检测信号HF在异物附着部分的位置E1开始至位置E2的电平下降值为ΔHF，则如果使基准电压Vrf1、Vrf2的绝对值为n·ΔHF的30％～70％左右，就能够没有错误地检测异物，这点经过实验已经判明。据此，优选确定上述绝对值为n·ΔHF的30％～70％。进一步，作为利用设置了附着各种污垢、尘埃、油污、指纹等，或者划痕、缺陷的被检查物体的实验结果，已经判明基准电压Vrf1、Vrf2的绝对值为n·ΔHF的50％能够最稳定地进行异物检测。由此，最优选上述绝对值为n·ΔHF的大约50％左右。当差信号C的电压比基准电压Vrf1低时，从比较器14a输出“1”，高时，输出“0”的数字信号。由此，从比较器14a中，如图8D所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的信号波形G1。另外，从比较器14b中，如图8E所示，当差信号C的电压比基准电压Vrf2高时，输出“1”，低时输出“0”的数字信号。据此，由此，从比较器14b中，如图8E所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的信号波形G2。此处，信号G1以及G2是表示在异物周围的始端以及终端的信号。即通过检测信号G1以及G2，判断在信号G1-G2间存在异物。如上所述，通过进行上述过程，能够检测异物。但是，判断异物的位置和大小时，优选将有异物部分变换为“1”、将没有异物部分变换为“0”的数字信号，数字信号处理过程变得方便。因此，将信号G1和G2输入到RS触发电路15，如图8F所示，生成在周围边缘部分E1和E2之间变换为“1”的信号H。
如以上说明，根据本实施方式的异物检测装置，对于由于附着异物引起的HF信号的电平下降部分ΔHF，作为差信号C生成-n·ΔHF和+n·ΔHF，此差信号C，由于上述的偏置电平(HF0-ΔHF)通过减法运算器被去除，得到使反射率小的异物和透过光的异物的检测精度提高，检测可能的异物的适用范围扩大的效果。另外，对于光检测部中接收光量的变动，由于余量变大，所以能得到即使在通常的测量环境下也能够正确地检测出异物的效果。另外，通过将异物检测装置应用于光盘装置，使光盘装置以及搭载了光盘装置的***对于异物的可靠性提高，利用了短波长激光的高密度信息的记录再生成为可能。还有，在以下的实施方式中说明的异物检测装置中同样也能够得到这些效果。
(第2实施方式)
图9是表示根据本发明的异物检测装置第2构成例的构成框图。其构成包括：光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2b、异物判断信号生成部3、使被检查物体4在水平方向移动的第二驱动单元10。光检测信号生成部1以及异物判断信号生成部3的构成、动作与在图1中所示的相同。
异物检测信号生成部2b的构成包括：使从光检测器8输出的光检测信号HF延迟的第一延迟电路32以及第二延迟电路33、和减法运算器13。减法运算器13是对从延迟电路32输出的延迟信号HF2和从延迟电路33输出的延迟信号HF3进行减法运算，生成其差信号D的装置。
根据图9所示的异物检测装置对异物检测方法基于图10进行说明。
图10A～10G是表示利用了在图7中说明的同样的被检查物体4的情况下，从光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2b、异物判断信号生成部3中分别输出的异物72附近的信号图。
根据在第1实施方式中说明的同样的方法，来自被检查物体4的反射光被光检测器8接收，从光检测器8输出在图10A中所示的光检测信号HF。
从光检测器8输出的光检测信号HF分别输入延迟电路32以及延迟电路33。这样的话，从延迟电路32输出如图10B所示的、光检测信号HF只以时间T1延迟的延迟信号HF2。另外，从延迟电路33输出如图10C所示的、光检测信号HF只以时间T2延迟的延迟信号HF3。
接着，将延迟信号HF2和延迟信号HF3输入减法运算器13，对延迟信号HF2和延迟信号HF3进行减法运算。这样的话，从减法运算器13输出如图10D所示的那样的差信号波形D。即，在异物的周围边缘部分E1，HF2＜HF3，输出负脉冲状的波形。在异物的周围边缘部分E1和周围边缘部分E2之间，HF2＝HF3，输出0电平的波形。另外，在异物的周围边缘部分E2，HF2＞HF3，输出正脉冲状的波形。
接着，从减法运算器13输出的差信号输入到比较器14a以及14b，从比较器14a中，如图10E所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的信号波形G1。另外，从比较器14b中，如图10F所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的信号波形G2。即，通过检测信号波形G1以及G2，判断在G1-G2之间存在异物。
通过进行上述过程能够检测出异物，将信号G1以及G2输入到RS触发电路15，生成如图10G所示的在周围边缘部分E1-E2间变换为“1”的信号波形H。由此，异物的区域判断变得更容易。
此第2构成例适用于数字信号处理，近年，在各种装置的数字化的进程中，具有通过电子部件的减少，能够实现低成本化和小型化这样良好的效果。
(第3实施方式)
图11是表示根据本发明的异物检测装置第3构成例的构成框图。异物检测装置的构成包括：光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2c、异物判断信号生成部3。光检测信号生成部1以及异物判断信号生成部3的构成、动作与在图1中所示的相同。
异物检测信号生成部2c由将从光检测器8输出的光检测信号HF的不需要的带宽成分去除，生成带通信号的带通滤波器35构成。带通滤波器35具有只允许图12所示那样的规定频带ft通过的带通特性。
异物判断信号生成部3在输入作为带通滤波器35的输出的带通信号BP这点上和第1实施方式不同，其后的基本动作如在第1实施方式中所说明的那样。
根据本实施方式的异物检测装置的异物检测方法基于图13A～13E进行说明。
图13A～13E是将图7所示的、附着了比物体面71的表面反射率低的异物72的物体作为被检查物体4使用的情况下，由光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2c、异物判断信号生成部3分别输出的异物72附近的信号的图。
首先，使光斑11沿着图7所示的箭头的方向扫描的同时照射被检查物体4，来自被检查物体4的反射光被光检测器8接收，由于来自异物72的反射光量比物体面71少，所以从光检测器8中输出如图13A所示的、异物72部分(从周围边缘部分E1开始到周围边缘部分E2之间)的信号电平比物体面71的信号电平低的光检测信号HF的波形。
从光检测器8输出的光检测信号HF输入到具有图12所示的频带特性的、增益为n的带通滤波器35中。在带通滤波器35中，光检测信号HF的低频域成分以及高频域成分即噪声等不要的频带成分被去除，如图13B所示，输出通过了频带ft的带通信号BP。还有，增益n是与图1、图9所示的减法运算器的增益相同的增益即可。
接着，将从带通滤波器12输出的带通信号BP输入比较器14a以及14ba，比较基准电压Vrf1以及Vrf2和带通信号BP的大小。这样的话，从比较器14a以及14b中，当带通信号BP电压的绝对值比基准电压的绝对值大时，输出“1”，小时，输出“0”的数字信号。即从比较器14a中，如图13C所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的信号波形G1。从比较器14b中，如图9D所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的信号波形G2。此处，信号G1以及G2是表示在异物周围的始端以及终端的信号。即通过检测信号G1以及G2，判断在信号G1-G2间存在异物。进一步，将信号G1和G2输入到RS触发电路15，如图13E所示，生成在周围边缘部分E1和E2之间变换为“1”的数字信号H。由此，异物部分的判断变得容易。
此第3构成例通过使用带通滤波器，具有不需要减法运算器的良好的效果。另外，具有能够去除作为高频域成分的噪声的良好效果。
(第4实施方式)
图14是表示根据本发明的异物检测装置第4构成例的构成框图。其构成包括：光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2d、异物判断信号生成部3。光检测信号生成部1以及异物判断信号生成部3的构成、动作与在图1中所示的相同。
异物检测信号生成部2d的构成包括：只允许从光检测器8输出的光检测信号HF的低频域成分通过，生成低频域信号的低通滤波器41；和对光检测信号HF和低频域信号LP进行减法运算，生成差信号C的减法运算器13。
根据图14的异物检测装置的异物检测方法基于图15A～15F进行说明。
图15A～15F是表示将图7所示的、附着了比物体面71的表面反射率低的异物72的物体作为被检查物体4使用的情况下，由光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2d、异物判断信号生成部3分别输出的异物72附近的信号的图。
使光斑11沿着图7所示的箭头的方向扫描的同时照射被检查物体4，来自被检查物体4的反射光被光检测器8接收，这样的话，由于来自异物72的反射光量比物体面71少，所以从光检测器8中输出如图15A所示的、异物72部分(从周围边缘部分E1开始到周围边缘部分E2之间)的信号电平比物体面71的信号电平低的光检测信号HF。
从光检测器8输出的光检测信号HF输入低通滤波器41中。从低通滤波器41中，输出如图15B所示的、只允许光检测信号HF的低频域成分通过的低频域信号LP波形。由于低频域信号LP去除了光检测信号HF的高频域成分，成为噪声也被去除了的信号。
将从光检测器8输出的光检测信号HF和从低通滤波器41输出的低频域信号LP输入减法运算器13，对光检测信号HF和低频域信号LP进行减法运算(HF-LP)。这样的话，从减法运算器13输出如图15C所示的差信号C。即，由于在异物72的周围边缘部分E1，HF＜LP，所以输出负脉冲状的波形，在周围边缘部分E1和周围边缘部分E2之间，HF＝LP，所以输出0电平的波形，另外在异物72的周围边缘部分E2，HF＞LP，所以输出正脉冲状的波形。
接着，将从减法运算器13输出的差信号C输入比较器14a以及14b，基准电压Vrf1以及Vrf2和差信号C的大小分别进行比较。从比较器14a以及14b中，当差信号C电压的绝对值比基准电压Vrf1以及Vrf2的绝对值大时，输出“1”，小时，输出“0”的数字信号。即从比较器14a中，如图15D所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的信号波形G1。从比较器14B中，如图15E所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的信号波形G2。此处，信号G1以及G2是表示在异物周围的始端以及终端的信号。即通过检测信号G1以及G2，判断在信号G1-G2间存在异物。进一步，将信号G1和G2输入到RS触发电路15，如图15F所示，生成在周围边缘部分E1和E2之间变换为“1”的数字信号H。由此，异物部分的判断变得容易。
此第4构成例通过使用低通滤波器，具有也能够去除作为高频域成分的噪声这样的良好效果。另外，低通滤波器在滤波器中是最简单的，因为部件数也能很少地构成，所以能获得低成本化、装置的小型化这样良好的效果。
(第5实施方式)
图16是表示根据本发明的异物检测装置第5构成例的构成框图。其构成包括：光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2e、异物判断信号生成部3。光检测信号生成部1以及异物判断信号生成部3的构成与在图1中说明的相同。
异物检测信号生成部2e由：使从光检测器8输出的光检测信号HF中所包含的频率成分之中的第一低频域成分通过，生成低频域信号LP1的第一低通滤波器42(截止频率f3)；具有与第一低通滤波器42不同的频率特性、使光检测信号HF中所包含的频率成分之中的第二低频域成分通过，生成低频域信号LP2(截止频率f4)的第二低通滤波器43；和减法运算器13构成。运算器13是对从第一低通滤波器42输出的低频域信号LP1和从第二低通滤波器43输出的低频域信号LP2进行减法运算，生成其差信号C的装置。还有，上述的截止频率、f3、f4为f3＞f4。
根据图16所示的异物检测装置，对异物检测方法基于图17A～17G进行说明。
图17A～17G是表示利用了在图7中说明的同样的被检查物体4的情况下，分别由光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2e、异物判断信号生成部3输出的信号图。
根据在第4实施方式中说明的同样的方法，来自被检查物体4的反射光被光检测器8接收，从光检测器8输出图17A所示的光检测信号HF。
从光检测器8输出的光检测信号HF分别输入到第一以及第二低通滤波器42以及43中。从第一低通滤波器42中输出如图17B所示的、只允许光检测信号HF的第一低频域成分通过的低频域信号LP1。从第二低通滤波器43中输出如图17C所示的、只允许光检测信号HF的第二低频域成分通过的低频域信号LP2。
将低频域信号LP1和低频域信号LP2输入减法运算器13，进行减法运算。从减法运算器13输出如图17D所示的差信号C。即，由于在异物72的周围边缘部分E1，LP1＞LP2，所以输出负脉冲状的波形，在周围边缘部分E1和周围边缘部分E2之间，LP1＝LP2，所以输出0电平的波形，另外在异物72的周围边缘部分E2，LP1＜LP2，所以输出正脉冲状的波形。
接着，将从减法运算器13输出的差信号C输入比较器14a以及14b，从比较器14a中，如图17E所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的信号波形G1。从比较器14b中，如图17F所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的信号波形G2。进一步，将信号G1和G2输入到RS触发电路15，如图10G所示，生成在周围边缘部分E1和E2之间变换为“1”的信号I。由此，异物72的区域能够容易判断。
(第6实施方式)
图18是表示根据本发明的异物检测装置第6构成例的构成框图。其构成包括：光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2f、异物判断信号生成部3构成。光检测信号生成部1以及异物判断信号生成部3的构成与在图1中说明的相同。
异物检测信号生成部2f由：只允许从光检测器8输出的光检测信号HF的第一低频域成分通过，生成低频域信号LP3的第一低通滤波器42b；只允许从第一低通滤波器42b输出的低频域信号LP3的第二低频域成分通过，生成低频域信号LP4的第二低通滤波器43b；和减法运算器13构成。还有，采用第一低通滤波器42和第二低通滤波器43b的频率特性互相不同的低通滤波器。减法运算器13是对从第一低通滤波器42b输出的低频域信号LP3和从第二低通滤波器43b输出的低频域信号LP4进行减法运算，生成其差信号E的装置。
接着，根据图18所示的异物检测装置，对异物检测方法基于图19A～19G进行说明。
图19A～19G是表示利用了在图7中说明的同样的被检查物体4的情况下，分别由光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2f、异物判断信号生成部3输出的信号图。
根据在第1实施方式中说明的同样的方法，来自被检查物体4的反射光被光检测器8接收，从光检测器8输出图19A所示的光检测信号HF。
从光检测器8输出的光检测信号HF被输入到第一低通滤波器42b。从第一低通滤波器42b中输出如图19B所示的、只允许光检测信号HF的第一低频域成分通过的低频域信号LP3。
从第一低通滤波器42b输出的低频域信号LP3被输入到第二低通滤波器43b。这样的话，从第二低通滤波器43b输出如图19C所示的、只允许光检测信号HF的第二低频域成分通过的低频域信号LP4。
将低频域信号LP3和低频域信号LP4输入到减法运算器13，进行减法运算。从减法运算器13输出如图19D所示的差信号C。即，由于在异物72的周围边缘部分E1，LP3＜LP4，所以输出负脉冲状的波形，在周围边缘部分E1和周围边缘部分E2之间，LP3＝LP4，所以输出0电平的波形，另外在异物72的周围边缘部分E2，LP3＞LP4，所以输出正脉冲状的波形。
接着，将从减法运算器13输出的差信号C输入比较器14a以及14b，从比较器14a中，如图19E所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的信号波形G1。从比较器14b中，如图19F所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的信号波形G2。即，通过检测信号G1以及G2，判断在信号G1-G2间存在异物。进一步，将信号G1和G2输入到RS触发电路15，如图19G所示，生成在周围边缘部分E1和E2之间变换为“1”的信号H。根据这样的构成，由第1低通滤波器42b和第2低通滤波器43b能去除光检测信号HF中的高频域成分，异物部分的判断变得更加容易。还有，图18所示的第1低通滤波器42b和第2低通滤波器43b，其频率特性相同也可，不同也可。为同一特性时，根据数字信号处理，当重视第1低通滤波器42b和第2低通滤波器43b时，第1低通滤波器42b的输出信号LP3存储在存储器中，将此存储器中存储的信号再次适用于第1低通滤波器42b，得到与上述第2低通滤波器43b的输出信号同等的信号的LP4也可以。如果这样做，具有只要1个滤波器即可这样良好的效果。
(第7实施方式)
图20是表示根据本发明的异物检测装置第7构成例的构成框图。其构成包括：光检测信号生成部1、异物检测信号生成部2g、异物判断信号生成部3。光检测信号生成部1以及异物判断信号生成部3的构成、动作与在图1中所示的相同。
异物检测信号生成部2g由去除从光检测器8输出的信号HF的低频域成分、生成高频带通信号HP(以下，称为HP信号)的高通滤波器45构成。图21中表示高频滤波器45的带通特性。
根据图20的异物检测装置，对异物检测方法基于图22A～22E进行说明。
图22A～22E是表示图7所示的、将附着了比物体面71的表面反射率低的异物72的物体作为被检查物体4的情况下，分别由光检测信号生成部1、高频异物检测信号生成部2g、异物判断信号生成部3分别输出的异物72附近的信号图。
使光斑11沿着图7所示的箭头的方向扫描的同时照射被检查物体4，其反射光被光检测器8接收，由于来自异物72的反射光量比来自物体面71的少，所以从光检测器8中输出如图22A所示的、异物72部分(从周围边缘部分E1开始到周围边缘部分E2之间)的信号电平比来自物体面71的信号电平低、信号HF被输出。
从光检测器8输出的信号HF输入到具有图21所示的频带特性的高通滤波器45中。这样的话，光检测信号HF的低频域成分被去除，从高通滤波器45中，输出如图22B所示的、通过了频带ft的信号HP。
接着，将从高通滤波器45输出的信号HP输入到比较器14a以及14b，比较基准电压Vrf1以及Vrf2和信号HP的大小。从比较器14a中，如图22C所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的数字信号G1。从比较器14b中，如图22D所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的数字信号G2。即通过检测信号G1以及G2，判断在信号G1-G2间存在异物。进一步，将信号G1和G2输入到RS触发电路15，如图22E所示，生成在周围边缘部分E1和E2之间变换为“1”的数字信号H。由此，异物部分的判断变得更容易。根据这样的构成，具有在构成例1、2、4、5、6的框图的图1、2、4、6中所示的减法运算器13不需要这样良好的效果。另外，高通滤波器为模拟电路的情况下，作为最简单的构成，因为只需要电容和电阻各1个即可，所以具有部件数少，能获得低成本化和小型化这样良好的效果。
(第8实施方式)
图23是表示根据本发明的异物报知装置第8构成例的构成框图。异物检测装置的构成包括：光检测信号生成部1b、异物检测信号生成部2h、异物判断信号生成部3。
光检测信号生成部1b具有与第1实施方式的光检测信号生成部1基本相同的构成，但光检测器108b的构成不同。即本实施方式的光检测器108b采用了将光电变换元件划分为2个区域63a、63b的装置。特别是，当被检查物体是光盘时，将光盘100按照在使其表面位于物镜焦点位置那样进行配置，而且在光盘的表面上，激光的波面象差的标准偏差优选被设定为激光的波长的0.07倍以上。
异物检测信号生成部2h由对从与光电元件63a相连的I-V变换器64a输出的电压Va和从与光电元件63b相连的I-V变换器64b输出的电压Vb的差进行运算，生成差信号(Va-Vb)的运算器13构成。
异物判断信号生成部3和第1实施方式的相同。
图24A～24D是表示被检查物体是光盘的情况下，表面反射率比光盘100低的异物72附着在光盘表面时的差信号波形以及从比较器14a、14b的输出波形图。
如果使光斑11沿着箭头方向从异物72的边缘部分E1至边缘部分E2扫描，从运算器13输出图24A所示的差电压波形。在边缘部分E1由于反射光量急剧地变化，所以Va＞Vb，输出脉冲状的波形，另外，在E1和E2之间，Va＝Vb，输出0电平的波形，在边缘部分E2由于和边缘部分E1同样反射光量急剧地变化，所以Va＜Vb，输出脉冲状的波形。
如果将此差电压输入到比较器14a以及14b。从比较器14a中，如图24B所示，只在周围边缘部分E1输出“1”，此外输出“0”的数字信号波形G1。另外，从比较器14b中，如图24C所示，只在周围边缘部分E2输出“1”，此外输出“0”的数字信号波形G2。即根据信号波形G1以及G2，能够检测异物的周围边界。进一步，将信号波形G1以及G2输入触发电路15，如图24D所示，生成在周围边缘部分E1和E2之间变换为“1”的数字信号波形H。还有，在本构成例中，如果激光的波面象差的标准偏差为波长的0.07倍以下，图24A所示的差信号(Va-Vb)的电平变低，恐怕不能进行良好的检测。由此，优选设定为0.07倍以上。光斑11和光检测器108b如图24E所示那样，对于光盘的轨道长轴方向，分为光斑变换元件63a、63b排列配置。然后，按照使来自光盘100的表面的反射光的像以光电变换元件63b、63a的顺序被接收那样进行配置。
在以上的实施方式中说明的根据本发明的异物检测装置例如能够适用于以下的装置。
·电子图像器件和半导体集成电路等的制造工序中使用的异物检查装置。
·在CD(光盘)、LD(激光盘)、DVD(数字化视频光盘)、光相变化记录介质、色素记录介质、光磁记录介质等的记录介质进行信息的记录、再生的光盘装置。
·计算机、计算机***、计算机网络***、MFP(多功能产品)等的搭载了光盘装置的***。
·搭载在汽车、电车、飞机、船舶等的光盘装置。
其中，如果适用于光盘装置以及搭载了光盘装置的***，在以下这些方面是特别有用的。
1)信息记录密度高的光盘的使用成为可能。
2)能够避免发生由于在光盘表面附着的异物引起记录再生的错误和追踪错误等的故障。
3)检测出异物产生警告，采用清洗方法除去异物成为可能，提高了记录再生的可靠性。
因此，以下，对于安装了根据本发明的异物检测装置的光盘装置以及此光盘装置的适用例进行说明。
(第9实施方式)
图25是表示根据本发明的光盘装置的构成例的框图。
光盘装置是对具有信息记录层100a和透明层(光透过层)100b的光盘100进行数据记录或者再生的装置，由光盘驱动部101、光学头102和异物检测处理部200构成。
光盘驱动部101是转动驱动光盘104的机构部分，包括转盘、主轴电机(图中未表示)等。信息记录层100a在追踪用的导向沟(导向槽)和位于其间的陆面部通过溅射、真空蒸镀法、转动涂层法等使记录材料成膜。
光学头102由照射激光的激光光源106、光学系、聚焦执行机构112、追踪执行机构113和光检测器115构成。还有，作为检测光盘上的异物的光源除了激光光源106以外，还能利用白炽电灯、卤素灯等。激光光源的情况下，在小型化、低电力化等方面优选半导体激光的使用。
光学系由准直透镜、光束分离器108、反射镜109、物镜110以及检测透镜111构成。
聚焦执行机构112使物镜110在相对光盘100表面的垂直方向移动，变更物镜110的焦点位置。
追踪执行机构113使物镜110在相对光盘100轨道长轴方向垂直地移动，变更激光105的照射位置。
光检测器115具有和上述实施方式的检测器8或者8b同样的构成。
对于光学头102的动作进行说明。通过由聚焦执行机构112使物镜110移动，在光盘100的表面照射使激光以期望的大小聚光的光斑11。由光盘100的表面反射的激光经过物镜110、反射镜109、光束分离器108、检测透镜111由光检测器115接收，从光检测器115输出信号HF。
对于光斑11的直径、形状、在光盘100上照射的光斑11的扫描方法，如在第1实施方式中所说明的一样。还有，当检测光盘100的透明层100b内部存在的气泡和杂物等的异物的情况下，能通过使光斑11在保护层100b内形成而实现。
异物检测处理部200的构成包括：基于从光检测器115输出的信号HF检测异物的异物检测信号生成部201；从异物检测信号生成部201输出的异物检测信号判断异物的附着位置以及区域的异物判别信号生成部203；根据异物判别信号生成部203的输出信号(以下称为异物判断信号)，控制当认识到异物的存在时的规定处理的控制部205；基于来自控制部205的控制信号，执行异物检测时的规定处理的处理执行部207。
异物检测信号生成部201以及异物判别信号生成部203与在第1至第8实施方式中说明的异物检测装置以及异物检测信号生成部2a～2h以及异物判断信号生成部3分别具有同样的构成，进行同样的动作。
控制部205基于来自异物判别信号生成部203的判断信号，输出为使处理执行部207动作的控制信息。
处理执行部207例如包括为了将异物检测时的异物的存在通知操作员的报知单元。报知单元可以考虑通过发出警告音和声音的扬声器、蜂鸣器等的声音输出单元、显示警告灯、警告图像的显示单元以及振动和温度等人能够感觉到的信息(刺激)报知异物存在的其他单元。
另外，处理执行部207包括当检测出异物时，使光盘的记录、再生动作自动地停止的装置和使光盘的记录或者再生动作自动地切换为与再生中的光盘装置不同的其他光盘装置的装置。此外，在处理执行部207中还包括：在异物检测时，只排除异物附着的部分进行记录或者再生那样控制记录、再生动作的装置、使光盘从光盘驱动机构部分自动地退出的装置、对光盘整个表面或者只对异物附着的部分进行清洗的清洗机构那样的对异物的处置单元。根据光盘装置以及其***的目的，从这些之中适当地选择1种或者多种单元合到处理执行部207中。
根据本发明的异物判别信号生成部203作为光盘的部分的记录、再生、清洗等异物附着的位置以及区域的装置是极其有效的，但根据光盘装置以及其***的目的，也有不需要部分的记录、再生动作以及清洗动作的情况。在这样的情况下，异物判别信号生成部203并非是必须的。也可以将从异物检测信号生成部201输出的异物检测信号直接输入控制部205。
上述光盘装置如后述那样，能适用于计算机、计算机***、计算机网络***、MFP(多功能产品)等搭载了光盘装置的***，进一步，能适用于搭载在汽车、电车、飞机、船舶等上的光盘装置。
(第10实施方式)
图26是表示根据本发明的光盘装置的进一步详细的构成框图。如图26所示，光盘装置包括：光学头102、聚焦驱动控制电路120、输入输出控制电路121、运算控制电路122、信号处理电路125、异物检测电路150、处理执行部136等的构成要素。另外，在光盘装置中信号处理电路125、输入输出控制电路121、异物检测电路150的各个经由端子131a～131c与外部传送路径132a～132c相连。
图27A是表示了光盘装置中所包括的光学头102的详细的构成图。光学头102进行用于记录再生以及异物检测的光束的生成。激光光源106采用用于记录再生的波长为大约200nm～800nm的半导体激光。物镜110的折射率以及数值孔径根据光盘100的种类以及构成适当选择。例如，光盘100是具有下述的样子的相变化记录介质的情况下，采用折射率n为1.3～3.0、数值孔NA为0.45～0.95的物镜。
<相变化记录介质的构成>
图27B表示信息记录层100a的放大图。信息记录层100a具有电介质层100a1和100a3。作为电介质层100a1和100a3使用的材料能使用ZnS、ZnS-SiO2、SiO2、SiNx等。信息记录层100a进一步具有在电介质层100a1和电介质层100a3之间使用了相变化材料的记录层100a2。作为记录层100a2的材料能使用例如Ge-Te-Sb和In-Ag-Te-Sb等。此记录层100a2的层厚为t4。
透明层、记录层的厚度范围如以下。
透明层100b的厚度t1：0.01μm～1200μm。
记录层100a2的厚度t4：λ/(40×n)～λ/(4×n’)
(其中，λ为半导体激光的波长，n’为记录层100a2的折射率)光盘的厚度t3：0.05mm～2.4mm。
还有，物镜110是当光斑在光盘100的信息记录层100a上聚焦时，使其象差为最小那样设计的。
回到图26，焦点驱动控制电路120基于从光学头102的聚焦信号F0，使物镜110在信息记录层100a上吻合焦点那样进行控制。另外，追踪控制电路120a是基于来自光学头102的追踪信号Tr，使光斑追踪光盘100的信息轨道(图中未表示)进行追踪控制的装置。光学头移动机构114是使光学头102在光盘100的半径方向移动的装置。
再生动作时，通过光学头102从光盘100中读取的再生信号在信号处理电路125被变换为影像、声音信号等之后，进一步进行D/A变换等的处理，经由外部传送路径132a被输出到外部。另外，记录动作时，经由外部传送路径132a输入的影像、声音信息在信号处理电路125进行A/D变换等的处理，通过光学头102被记录到光盘100中。这些记录或者再生动作由运算控制电路122控制。这些动作与以往的光盘装置是相同的。因此，省略更多的详细说明。
异物检测电路150与在图25中所示的异物检测信号生成部201和异物判别信号生成部203对应。运算控制电路122包括在图25中所示的控制部205的功能。处理执行部136在异物检测时执行规定的处理，包括：报知部136a、清洗机构136b以及盘片装卸机构136c，与图25所示的处理执行部207对应。
在图26中，进行光盘表面上的异物检测时，从运算控制电路122输出控制信号S2和S3。控制信号S2被输入追踪驱动控制电路120a。追踪驱动控制电路120a基于控制信号S2，使上述的追踪控制动作停止，使物镜110对光盘100的信息轨道的追踪停止。在此停止的状态下，追踪执行机构的移动停止，成为图4那样的状态。另外，根据控制信号S2使追踪执行机构振动，如图5所示，在光盘110的半径方向使光斑11以期望的振幅振动也可以。使此追踪执行机构的移动停止还是振动，根据目的分开使用。
控制信号S3被输入到聚焦驱动电路120。聚焦驱动电路120基于控制信号S3，使光斑11在光盘100的表面上吻合焦点那样切换焦点位置。进一步，光学头移动机构如图4、图5所示，光斑11在光盘100的表面其轨迹为画螺旋那样以规定的速度使光学头移动。此时，主轴电机116使光盘11转动。此时的主轴电机的转动次数使在光盘110的表面上吻合焦点的光斑11和光盘的相对速度为在1m/s～100m/s的范围那样进行设定。通常，在进行向光盘110的记录或者从光盘110的再生之前，进行异物检测。
图28是将图27A中的光斑11的光线用光线追踪法表示的图。在光盘110的表面吻合焦点的情况下，发生球面象差，作为外侧光线的远轴光在盘表面的近处吻合焦点，作为内侧光线的近轴光在盘内吻合焦点。即由于上述球面象差的发生，光斑与进行作为记录和再生时的吻合焦点位置的在信息记录层100a吻合焦点的情况相比，在盘表面上吻合焦点时光斑半径变大。另外由于上述球面象差的发生，在盘表面上吻合焦点时，激光的波面不一致，这成为适于异物检测的情况。接着，对于在本光盘装置的光盘100表面附着了异物的检测动作，说明利用了带通滤波器的实施方式。
来自光盘100表面的光检测信号HF被输入异物检测电路150，判断异物的有无。此时，异物检测电路150利用图11所示的带通滤波器生成异物检测信号的情况下，优选使带通滤波器的通过频带设定为10Hz～100KHz。另外，利用图20所示的高通滤波器生成异物检测信号的情况下，优选使高通滤波器的截止频率设定为0.1MHz～100MHz的范围。通过这样的设定能够检测出1μm以上的异物。
从异物检测电路150输出的异物判断信号被输入到运算控制电路122。运算控制电路122在检测异物的情况下，进行异物检测时的规定的处理那样在处理执行部136输出控制信号。
例如，运算控制电路122输出对报知部136a通过影像或者声音等进行警告的控制信号，报知部136a接收控制信号，输出影像、声音等。另外，运算控制电路122对清洗机构136b输出控制信号，指示将异物从盘表面除去的清洗动作。另外，运算控制电路122对盘片装卸机构136c输出控制信号，指示取出光盘。其他，运算控制电路122对信号处理电路125输出指示记录或者再生动作停止的控制信号和对除了光盘上检测出异物的区域的部分指示进行记录或者再生动作的控制信号也可以。还有，以上的处理能根据需要设定。
还有，光盘100的异物检测是在接入光盘装置的电源时或者在光盘装置中***光盘100时，即记录动作或者再生动作执行前进行的。另外，在光盘100的记录单元或者再生单元的驱动待机时，即记录动作或者再生动作的待机时，驱动异物检测电路150，这点对于异物提高装置的可靠性是优选。
利用本装置进行光盘表面上的异物检测实验时，检测出了和光盘表面的反射率的差在10％以下的异物和透过光的指纹等的异物。另外，即使在-15℃～85℃的环境下也能不依赖于温度进行异物检测。
还有，代替使光斑在光盘表面聚光，使光斑在光盘的信息记录层聚光是可能的。此时，因为在光盘表面是散焦的状态，所以上述光束更加扩大，能够在扩大的范围检测异物。
(第11实施方式)
图29是表示搭载了根据本发明的光盘装置的计算机***的一构成例的框图。本***由计算机301和***设备309a、309b、310、…构成。
计算机301包括：光盘装置302、CPU303、硬盘装置304、存储器305、芯片组1306、通信器307、输入输出无线器308、与外部传送路径320、321分别相连的连接端子314、315等。
***设备包括：键盘、鼠标、笔、扫描仪等的输入设备309a、30b、液晶显示器等的显示装置310、打印机311、扬声器312和与输入输出无线器308相连的天线313。
光盘装置302具有与在第9以及第10实施方式中说明的光盘装置同样的构成、功能。由此，光盘装置302进行在光盘表面附着的异物的检测，在异物检测时，光盘的清洗、记录/再生动作的停止等是可能的。因此，本实施方式的计算机对于光盘高密度信息的记录、再生成为可能，另外，记录、再生中的可靠性得到提高。也就是说，具有计算机***全体的可靠性得到提高这样良好的效果。
(第12实施方式)
图30是表示由搭载了根据本发明的光盘装置的计算机构成的网络***的构成例。
本网络***是由通过无线或者有线的通信介质相互连接的服务器441和多个计算机442a～442d构成的。
各个计算机442a～442d内的至少1台具有与在第11实施方式中说明的搭载了光盘装置的计算机同样的构成。在图30的例中，对于1台服务器连接了搭载多个光盘装置的计算机，服务器的台数是多台也可以。另外，搭载光盘装置的计算机至少1台与网络相连即可。另外，在服务器441中也可以搭载在第11实施方式中说明的光盘装置。通过这样的构成，具有提高追求高可靠性的网络***的可靠性这样良好的效果。
(第13实施方式)
图31是表示搭载了根据本发明的光盘装置的汽车的构成例的框图。本汽车包括在仪表盘和车斗等车辆主体上安装的光盘装置510、511。光盘装置510、511之中的至少1台具有与第9以及第10实施方式的光盘装置同样的构成。
作为光盘装置510是使记录了影像、游戏、地图等的各种信息的光盘再生、或者将这些信息对光盘记录的装置。还有，没有限定其用途。
本汽车具有汽车导航***。汽车导航***由GPS(全球定位***)513、显示来自光盘装置510、511的影像信息的显示装置154构成。
根据搭载了本汽车导航***的汽车，能精度良好地检测光盘表面的异物，能防止由于异物的故障的发生，能提高***的可靠性。
另外，本汽车在车辆的前后搭载了摄像机515、516，这些由摄像机515、516拍摄的图像由光盘装置510、511记录在光盘中这样也可以。由此，例如，记录汽车运行中汽车周围的图像，通过再生这些图像，能在以后验证运行时的状况。特别是根据在发生交通事故时的图像和声音在验证时是有效的。另外，通过将这些图像和声音信息在事故发生后存储到作为数据库的其他记录装置中，作为对于交通事故防止有效的方法，容易取得。
还有，在本实施方式中对汽车进行了说明，但并非限于汽车，当然也能适用于电车、飞机、船舶、其他的交通工具(运输装置)。
(第14实施方式)
说明将根据本发明的光盘装置适用于用1个装置实现传真机/复印机/扫描仪/打印机各自功能的图像复合装置的例子。
图32是表示搭载了根据本发明的光盘装置的图像复合装置的构成例的框图。
图像复合装置包括：复印机信号处理部601、打印机信号处理部602、扫描信号处理部603、存储器604、硬盘装置605、光盘装置606、***控制器607、信号处理装置608(数字信号处理器)、扫描仪部609、打印机部610、液晶显示器等的显示装置611、输入输出无线器612、与输入输出无线器连接的天线613、传真板614、与电话线615a相连的连接端子615、通信器616、为了将通信器616通过外部传送路径617a与外部计算机相连的连接端子617。
复印机信号处理部601处理当图像复合装置作为复印机动作时的图像信息和控制信号等。打印机信号处理部602处理当图像复合装置作为打印机动作时的图像信息和控制信号等。扫描信号处理部603处理当图像复合装置作为扫描仪动作时的图像信息和控制信号等。
打印机部610可以是激光打印机、喷墨打印机等的任一种打印方式。
光盘装置606是在第9以及第10中说明的光盘装置。光盘装置606将传真机接收发送的信息、复印时扫描的图像信息、来自外部计算机的被要求印刷的信息等记录在光盘中。
这样，通过将本发明的光盘装置组合到图像复合装置中，将传真机接收发送的信息等记录到光盘中或者从光盘中再生时，不会受到附着在光盘表面的异物的影响，记录、再生动作成为可能，能够提高图像复合装置的可靠性。
(第15实施方式)
图33是表示搭载了根据本发明的光盘装置的影院***的构成例的图。
影院***包括：投影屏幕701、将影像投影在投影屏幕701上的液晶投影部702、扬声器703、生成影像声音信号的控制部704、与外部传送路径715相连的通信器705、进行卫星通信等的无线通信器706、2个光盘装置707a、707b、将装载在光盘装置707a、707b上的光盘收容的光盘收容部708。
光盘装置707a、707b与在第9以及第10实施方式中说明的光盘装置具有同样的构成。
控制部704由基于从影像信号的图像处理和光盘装置707a输出的异物判断信号，进行使投影中的光盘装置707a停止，切换为其它的光盘装置707b等的控制的***控制部709、编解码器710、功率放大器711、存储器712、硬盘713等构成。控制部704基于来自光盘装置707a、707b的再生信号，生成影像信号、声音信号的同时，还进行影院***全体的动作控制。
影院***优选包括2台以上光盘装置。此种情况下，控制部704检测光盘再生中光盘表面附着的异物时，通过使再生中的光盘停止，切换为其它光盘装置进行再生这样进行控制，具有不中断投影使放映继续这样的优点。
以下，对于检测光盘表面的异物时，使再生中的光盘装置707a的再生动作停止，切换为其它的光盘装置707b使再生继续的***控制部709的动作进行说明。
从光盘装置707a输出的异物判断信号如果被输入到***控制部709，从***控制部709输出对于再生中的光盘装置707a指示其再生动作的停止的信号和对于其它光盘装置707b指示其再生动作开始的信号。由此，从再生中的光盘装置707a切换为其它光盘装置707b，通过其他光盘装置707b继续再生。
即，通过使用搭载了根据本发明的光盘装置的影院***，即使再生中的光盘表面附着了异物，由于能够防止影像的中途停止，所以将在大容量光盘中记录的长时间电影在电影院等放映成为可能。
本发明是对于特定的实施方式展开的说明，对于业内人士，可以采用其他的变形例、修改、其它的应用。此外，本发明并非限定于此处特定的记载，仅限定于附加的权利要求书限定的范围。
还有，本申请与日本国专利申请、特愿2002-156889号(2002年5月30日提出)、特愿2002-195488号(2002年7月4日提出)、特愿2002-227138号(2002年8月5日提出)、特愿2002-265101号(2002年9月11日提出)、特愿2003-075691号(2003年3月19日提出)有关，这些内容经过参考被引入本文中。

Claims (37)

1、一种物体面上的异物检测方法，其特征在于，包括：
使光斑在规定方向上扫描的同时，在被检查物体面上照射光斑的步骤；
接收来自上述被检查物体面的反射光，生成与该反射光量对应的光检测信号的步骤；
根据该光检测信号，生成与在附着在上述被检查物体上的异物的扫描方向上的开始部分以及终端部分对应出现的异物检测信号的步骤；和
从该异物检测信号生成表示异物存在的区域的异物判断信号的步骤。
2、根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，
上述生成异物检测信号的步骤包括：生成将上述光检测信号只以规定时间延迟的延迟信号的步骤、和对上述光检测信号和上述延迟信号进行减法运算而生成差信号的步骤；
上述生成异物判断信号的步骤基于该差信号生成异物判断信号。
3、根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，
上述生成异物检测信号的步骤包括：生成将上述光检测信号只以第1延迟时间延迟的第1延迟信号的步骤、生成将上述光检测信号只以第2延迟时间延迟的第2延迟信号的步骤、对上述第1延迟信号和上述第2延迟信号进行减法运算而生成差信号的步骤；
上述生成异物判断信号的步骤基于该差信号生成异物判断信号。
4、根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，
上述生成异物检测信号的步骤包括使上述光检测信号通过带通滤波器而生成带通信号的步骤；
上述生成异物判断信号的步骤基于该带通信号生成异物判断信号。
5、根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，
上述生成异物检测信号的步骤包括：使上述光检测信号通过低通滤波器而生成低频域信号的步骤、和对上述光检测信号和上述低频域信号进行减法运算而生成差信号的步骤；
上述生成异物判断信号的步骤基于该差信号生成异物判断信号。
6、根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，
上述生成异物检测信号的步骤包括在；使上述光检测信号通过第1低通滤波器而生成第1低频域信号的步骤、使上述光检测信号通过与上述第1低通滤波器具有不同的频率特性的第2低通滤波器而生成第2低频域信号的步骤、和对上述第1低频域信号和上述第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的步骤；
上述生成异物判断信号的步骤基于该差信号生成异物判断信号。
7、根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，
上述生成异物检测信号的步骤包括：使上述光检测信号通过第1低通滤波器而生成第1低频域信号的步骤、使该第1低频域信号通过与上述第1低通滤波器具有不同的带通特性的第2低通滤波器而生成第2低频域信号的步骤、和对上述第1低频域信号和上述第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的步骤；
上述生成异物判断信号的步骤基于该差信号生成异物判断信号。
8、根据权利要求1所述的异物检测方法，其特征在于，
上述生成异物检测信号的步骤包括：使上述光检测信号通过高通滤波器而生成高频域信号的步骤；
上述生成异物判断信号的步骤基于该高频域信号生成异物判断信号。
9、一种物体表面的异物检测装置，其特征在于，包括：
照射单元，使光斑在规定方向上扫描的同时，在被检查物体面上照射光斑；
光信号检测单元，接收来自上述被检查物体面的反射光，生成与该反射光量对应的光检测信号；
异物检测单元，从该光检测信号生成与在附着在上述被检查物体上的异物的扫描方向上的开始部分以及终端部分对应出现的异物检测信号；和
异物判断单元，从该异物检测信号生成表示异物存在的区域的异物判断信号。
10、根据权利要求9所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括：生成将上述光检测信号只以规定时间延迟的延迟信号的延迟单元；和对上述光检测信号和上述延迟信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元；
上述异物判断单元基于上述差信号生成异物判断信号。
11、根据权利要求9所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括：生成将上述光检测信号只以第1延迟时间延迟的第1延迟信号的第1延迟单元；生成将上述光检测信号只以第2延迟时间延迟的第2延迟信号的第2延迟单元；和对上述第1延迟信号和上述第2延迟信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元；
上述异物判断单元基于上述差信号生成异物判断信号。
12、根据权利要求9所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括使上述光检测信号通过，生成带通信号的带通滤波器；
上述异物判断单元基于上述带通信号生成异物判断信号。
13、根据权利要求9所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括：使上述光检测信号通过而生成低频域信号的低通滤波器；对上述光检测信号和上述低频域信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元；
上述异物判断单元基于上述差信号生成异物判断信号。
14、根据权利要求9所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括：使上述光检测信号通过而生成第1低频域信号的第1低通滤波器；具有与该第1低通滤波器不同的带通特性、使上述光检测信号通过而生成第2低频域信号的第2低通滤波器；和对上述第1低频域信号信号和上述第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元；
上述异物判断单元基于上述差信号生成异物判断信号。
15、根据权利要求9所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括：使上述光检测信号的低频域成分通过而生成第1低频域信号的第1低通滤波器；具有与该第1低通滤波器不同的带通特性、使上述第1低频域信号通过而生成第2低频域信号的第2低通滤波器；对上述第1低频域信号信号和上述第2低频域信号进行减法运算而生成差信号的减法运算单元；
上述异物判断单元基于上述差信号生成异物判断信号。
16、根据权利要求9所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物检测单元包括使上述光检测信号通过而生成高频域信号的高通滤波器；
上述异物判断单元基于上述高频域信号生成异物判断信号。
17、根据权利要求9～16中任一项所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物判断单元包括：比较从异物检测单元的输出和第1基准电压值的第1比较单元；比较从异物检测单元的输出和第2基准电压值的第2比较单元。
18、根据权利要求17所述的异物检测装置，其特征在于，
上述异物判断单元进一步包括输入上述两个比较单元各自的输出的RS触发电路。
19、根据权利要求17所述的异物检测装置，其特征在于，
上述比较单元的基准电压值设定为相当于来自没有附着异物的被检查物体面的反射光量的电压值的平均值。
20、根据权利要求17所述的异物检测装置，其特征在于，
上述比较单元的基准电压值是在每次开始异物检测时再设定的。
21、根据权利要求9～16中任一项所述的异物检测装置，其特征在于，
上述照射单元由激光光源和光学系构成。
22、根据权利要求9～16中任一项所述的异物检测装置，其特征在于，
当上述被检查物体具有盘的形状时，使上述光斑按照光斑的轨迹从被检查物体中心开始画螺旋那样进行扫描。
23、根据权利要求22所述的异物检测装置，其特征在于，
上述光斑扫描时，使振幅的中心轨迹描画上述螺旋上那样，使光斑以规定的振幅振动的同时进行扫描。
24、根据权利要求12所述的异物检测装置，其特征在于，
上述被检查物体是盘形状，在以1～100m/s的线速度转动上述被检查物体的情况下扫描光斑时，上述带通滤波器的通过频率带宽为10Hz～100kHz。
25、根据权利要求16所述的异物检测装置，其特征在于，
上述被检查物体是盘形状，在以1～100m/s的线速度转动上述被检查物体的情况下扫描光斑时，设定上述高通滤波器的截止频率在0.1MHz～100MHz的范围内。
26、一种光盘装置，对光盘照射激光进行信息的记录或者再生，其特征在于，
包括将光盘作为被检查物体检测光盘表面附着的异物的、权利要求9～16中任一项所述的异物检测装置。
27、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
激光的波长为200～1600nm。
28、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
在上述光盘的表面聚光的激光的光斑直径为1μm～5mm。
29、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
上述光盘是光相变化记录介质，其光透过层厚度为0.01～1200μm。
30、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
当由上述异物检测装置检测异物时，进一步包括报知异物的存在的报知单元。
31、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
当由上述异物检测装置检测异物时，进一步包括清洗光盘表面的清洗单元。
32、根据权利要求31所述的光盘装置，其特征在于，
上述清洗单元只对光盘表面异物附着的部分进行清洗。
33、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
当由上述异物检测装置检测异物时，进一步包括在光盘的异物附着部分以外的区域进行信息的记录或者再生那样控制记录或者再生动作的控制单元。
34、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
当由上述异物检测装置检测异物时，进一步包括使光盘的记录或者再生动作停止那样控制记录或者再生动作的控制单元。
35、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
当由上述异物检测装置检测异物时，进一步包括从光盘装置中退出光盘的光盘装卸单元。
36、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
在开始上述记录或者再生动作之前，由上述异物检测装置执行异物检测动作。
37、根据权利要求26所述的光盘装置，其特征在于，
当上述记录或者再生动作的驱动待机时，由上述异物检测装置执行上述异物检测动作。
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