JPH03269842A - 光ディスク基板の評価装置 - Google Patents

光ディスク基板の評価装置

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JPH03269842A
JPH03269842A JP6734690A JP6734690A JPH03269842A JP H03269842 A JPH03269842 A JP H03269842A JP 6734690 A JP6734690 A JP 6734690A JP 6734690 A JP6734690 A JP 6734690A JP H03269842 A JPH03269842 A JP H03269842A
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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、一般的な成形条件(特に射出成形)のもとに
底形された光ディスクの残留応力及び情報ピットの転写
性を評価するための装置に関する。
〔従来の技術〕
従来における光ディスクの一般的な成形条件(特に射出
成形)においては、底形されるディスクの残留応力と情
報ピットの転写性には密接な関係があり、好適な成形条
件を確立するには少なくともこの両条件を満たすことが
要求される。ところが、一般的には残留応力つまりディ
スク基板の複屈折を低く押さえた場合には、ピットの転
写性が悪化し、一方転写性のみに着目してこれを向上さ
せる場合、逆にディスク基板の残留応力が増加する傾向
にある。従って、ディスクの底形が好ましい条件下で行
われているか否かの判断は、この両者を評価する必要が
ある。
この為、従来からディスク基板の残留応力を評価するた
めの複屈折測定装置と情報ピットの転写性を簡易的に評
価するための一次回折光強度測定装置とがあり、これら
の装置により個々に評価が行われている。
第4図は複屈折測定装置の光学系の一例を示している。
図において、1は検査レーザー光、2は検査レーザー光
lを2方向へ分岐するハーフ・ミラー、3は該分岐光の
一方を受光する光源光量モニター用受光センサ(以後、
光源センサと称す)、4は他方の分岐光を受光しP成分
のみの直接偏光を通す偏光板、5は偏光板4からの直線
偏光を円偏光とし、被検査ディスク6に入射する4分の
1波長板、7は被検査ディスク6を直進した光の円偏光
を直線偏光とする4分の1波長板、8は4分の1波長板
7の通過光より複屈折成分を通過させる偏光板、9は偏
光板8の通過光たる複屈折成分光を受光する複屈折成分
光受光用センサ(以後、複屈折センサと称す)、10.
10’は被検査ディスク6上のピットの存在により生し
、分岐される回折光である。なお、hは複屈折成分光量
、It,13’は一次回折光量を表わす。
以上の構成において、その動作を説明する。検査レーザ
ー光1は、ハーフ・ミラー2、偏光板4及び4分の1波
長板5を通過して円偏光となり被検査ディスク6に入射
する。被検査ディスク6に複屈折が存在する場合は、被
検査ディスク6を通過した光は4分の1波長板7を透過
したのち偏光板8を通過し、複屈折センサ9にて捕捉さ
れる。
即ち、被検査ディスク6の複屈折によって偏光状態が変
化した検査レーザー光1の複屈折成分のみが捕捉される
。一方、複屈折が存在しない場合は、検査レーザー光1
は偏光板8を通過することができず、従って複屈折セン
サ9には到達しない。
今、検査光線光量をIsとすると、被検査ディスク6の
複屈折最大光路差Δは次式であらわすことができる。
但し、λ:光源の波長 ここで、ハーフ・主うー2において分岐され光源センサ
3により受光された光量を10、また偏光板8を通過し
ない非複屈折或分の光量を■2とすれば、検査レーザー
光lの光路上の主たる減衰である被検査ディスク6の光
線透過率に起因する光量の減衰を考慮した場合の■3は
、減衰率をαとすると、 Is ===It + Iz =αI0で示される。但
し、r2は偏光板8で遮光されるため実際の捕捉は不可
能である。
更に、被検査ディスク6を通過する検査レーザ−光1は
ビットの存在の影響により回折光10゜10′を生し分
岐されるため、この回折光の光量和をI6とすると、(
1)式の実際の演算は、■、=α■。−I6を代入する
ことにより行うことができる。従って、従来の方法にお
いて厳密な測定を行うためには、上記した被検査ディス
ク6の光線透過率(光量減衰率α)及び回折光の光量和
(■、)を知り得たのち(1)式より複屈折を求めなけ
ればならない。
また、第5図は一次回折光強度測定装置の光学系の一例
を示す。図において、11は被検査ディスク6に入射す
る検査レーザー光、12は被検査ディスク6を通過後直
進する0次回行光(直進光)13.13’は情報ビット
のトラック・ピッチ等により、O次回行光12の両端に
回折角θをもって生ずる一次回折光、14はO次回行光
12を受光する0次回行光受光用センサ(以後、0次セ
ンサと称す)、15は一次回折光13を受光する一次回
折光13用センサ(以後、−族センサと称す)を示す。
上記において、一次回行光強度りは、0次回行光12と
一次回折光13の強度比を求めることで評価される。今
、−族センサ15で捕捉される光量をI3.0次センサ
14で捕捉される光量をI4とすると、一次回行光強度
りを次式で求まる。
■。
D= 4 ここで、仮に前記した複屈折と一次回折光強度の測定を
同一の検査光軸で行うために、第4図に一次回折光13
を捕捉するためのセンサで付加した場合には、0次回行
光が受光センサ9で捕捉できるのは前記の如く複屈折成
分のみであり、一次回行光は捕捉できてもO次回行光の
正しい捕捉は不可能である。
次に、上記光学系により捕捉された複屈折成分光及び光
源光量より複屈折を測定する具体的な信号処理回路を第
6図に、また0次回行光12及び一次回行光13より一
次回折光強度を測定する信号処理回路を第7図にそれぞ
れ示す。
第6図において、複屈折センサ9により捕捉された複屈
折成分光は、電流−電圧変換器31aにより電圧に変換
され、前置増幅器32aにて増幅したのち、バンド・バ
ス・フィルタ33aとAC−DCコンバータ34aによ
り、光チョッパーにより光変調された交流信号である測
定信号より外来光によるノイズ成分除去を行い、直流信
号に変換する。直流変換後、増幅器35aにて必要なレ
ベルまで増幅したのち、A/Dコンバータ36aにてデ
ィジタル信号に変換し、複屈折成分信号SとしてCPU
から構成される外部演算装置37に入力される。一方、
光源センサ3にて捕捉された光源光量は複屈折成分光と
同様の信号処理を施され、光源光量信号S0として外部
演算袋W37に人力される。
また、第7図において、−族センサ15及び0次センサ
14により捕捉された一次回折光及び0次回行光も上記
信号処理回路と同様なる構成にて処理され、一次回行光
強度S3及びO次回行光信号S4として外部演算装置3
7に人力される。
上記それぞれの入力信号により、外部演算装置37は以
下の演算を行い、複屈折及び一次回行光強度の測定を行
っている。
但し、Soには前記した減衰率αによる補正を施す。
〔発明が解決しようとする課題] 従来の装置は以上の如く、複屈折及び一次回行光強度の
測定を別々の装置を使用して項目別に評価してきたが、
再装置ともオフ・ラインでの解析を主目的とするもので
あり、ディスク基板を光電的に測定し、そのデータを外
部演算装置にて処理し求めなければならなかった。
このため、成形現場での複屈折及び一次回行光強度の迅
速な評価ができず、成形条件の見落し等が生しるため、
トラブル発生時の現場における対応が遅れるという問題
点があった。
本発明は、上記のような従来装置の問題点を除去するた
めに威されたもので、その目的とするところは、ディス
ク戒形現場において、複屈折及び一次回指光強度を簡便
に、かつ迅速に測定することができ、好適な成形条件の
確認と維持が行える評価装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記した目的を達成するために、本発明の光ディスク基
板の評価装置は、光源から出射したビーム光よりP成分
のみの直線偏光を通過させる偏光ビーム・スプリッタと
、該直線偏光を円偏光とする4分の1波長板と、該円偏
光を被検査ディスクに照射し、該被検査ディスクより得
られる一次回折光を捕捉する受光用センサと、該被検査
ディスクを直進した光を直線偏光とする4分の1波長板
と、該4分の1波長板の出力光を複屈折成分光と非複屈
折戒分光に分岐する偏光ビーム・スプリッタと、一方の
分岐光たる複屈折成分光を捕捉する受光用センサと、他
方の分岐光たる非複屈折戒分光を捕捉する受光用センサ
とを設けた構成とし、更には光学系により捕捉された複
屈折成分光、非複屈折戒分光及び一次回行光の出力信号
のそれぞれに対し、電流を電圧に変換する電流−電圧変
換器と、該電流−電圧変換器の出力を増幅する前置増幅
器と、該増幅信号よりノイズを除去するバンド・パス・
フィルタと、該バンド・パス・フィルタの出力を直流に
変換するAC−DCコンバータとを備え、前記複屈折成
分光、非複屈折威分光及び一次回行光それぞれの前記A
C−DCコンバータの出力において、複屈折成分光出力
と非複屈折戒分光出力とを加算する加算器と、該複屈折
成分光出力と一次回折光出力とを信号選択制御クロック
により選択し切換えて出力するアナログ信号選択器と、
前記加算器出力及び前記アナログ信号選択器出力を入力
とし、該加算器出力に対する前記複屈折成分光出力の比
A又は前記一次回折光出力の比Bを求めるレシオ・メト
リック変換機能を有するA/Dコンバータと、該A/D
コンバータ出力を前記信号選択制御クロックにより選択
し、前記出力比A及びBの信号をそれぞれ保持するラッ
チ回路A及びBと、予め記憶された所定の換算表に基き
、前記ラッチ回路への出力信号に対する値を選択して出
力する記憶手段とを設けた構成よりなることを特徴とす
る。
〔作 用〕
本発明の光ディスク基板の評価装置は、複屈折及び一次
回指光強度の測定を同一の検査光軸で行うための光学系
と、これにより得られたセンサ信号の処理系とにより構
成される。
光学系において、検査レーザー光より出射する光は偏光
ビーム・スプリッタ及び4分の1波長板により円偏光と
なり被検査ディスクに入射される。
該被検査ディスクを透過後、直進光は4分の1波長板に
て直線偏光となり、もう一つの偏光ビーム・スプリッタ
により複屈折成分光と非複屈折戒分光とに分岐され、各
々受光用センサにより捕捉される。一方、被検査ディス
クを透過後生じた一次回折光も他の受光用センサにて捕
捉される。これらの各受光用センサにより捕捉された光
量から、複屈折及び一次回指光強度の測定が行われる。
次に、上記受光用センサにより得られた各光量信号は、
それぞれ電流−電圧変換器、前置増幅器、バンド・パス
・フィルタ及びAC−DCコンバータにて信号処理され
、直流信号に変換される。次に、直流電圧化された複屈
折成分信号と非複屈折戒分信号の加算が行われ、複屈折
及び一次回指光強度を求めるときのヘースになる成分が
得られる。
このベース成分をレシオ・メトリック変換機能付A/D
コンバータ(以後、A/Dコンバータと称す)の基準電
圧入力端子に入力し、一方アナログ信号入力端子には、
複屈折成分信号と一次回折光信号とをアナログ信号選択
器にて信号選択制御クロックにより交互に切換えて入力
することにより、iA/Dコンバータの出力端子には、
ベース成分により複屈折成分信号または一次回折光信号
を除算した値が得られる。
そして、該A/Dコンバータの各出力をラッチ回路にて
前記信号選択制御クロックに同期させて保持させること
により、一次回指光強度は直接求めることができ、一方
接屈折は該A/Dコンパー夕の出力値と正しい値との換
算表を記憶しているROM (リード・オンリー・メモ
リ)から、測定結果であるA/Dコンバータの出力値に
対する値を呼び出すことにより正しい値を得ることがで
きる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図〜第3図に基づいて説明
する。なお、上記従来例と同一部分には同一符号を付し
て詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
第1図において、従来と異なる点は従来例の偏光板4,
8の替りに一対の偏光ビーム・スプリッタ16.17を
設けることにより、複屈折成分光と非複屈折成分光とを
捕捉可能となし、非複屈折成分光を捕捉する受光用セン
サ1B及び一次回行光を捕捉する受光用センサ15とを
設けた点である。
図において、複屈折センサ9で捕捉される光量をIt、
非複屈折成分光受光用センサ(以後、非複屈折センサと
称す)18で受光される光量を12とすると、I2は従
来の光学系においては偏光板8によって遮光され捕捉で
きなかった光量である。即ち、偏光ビーム・スプリッタ
17を用いることにより複屈折成分光及び非複屈折成分
光も捕捉可能となるため、複屈折最大光路差Δは次の式
%式% この方法を従来例と比較すると、I++Izの値を(1
)式で示した検査光線光量■、とすることができるため
、以下の利点が生ずる。
■ 被検査ディスクの光線透過率αを考慮する必要がな
い。
■ It  、Lは直進光(0次回指光)をその複屈折
の成分て分岐した光量であり、h十I2を検査光線光量
、Lを複屈折成分光量として扱えば、従来例の如く回折
光の光量和I4を考慮する必要がない。
即ち、I、、1.を捕捉することにより、被検査ディス
クの光線透過率及び回折光の影響を受けることなく、複
屈折の正確な測定が可能となる。
又、一次センサ15で捕捉される光量I3により、一次
回折光強度は次式で求めることができる。
3 D= 11+I2 ここで、I、 +12は被検査ディスクを直進した光を
その偏光状態に応してI、、I2という二つの成分に分
岐した光の和であり、この和がO次回指光に相当するこ
とは言うまでもない。
従来例において、一次センサ15を付加しただけでは好
適な0次回指光の捕捉は不可能であることは前述したが
、第1図のように偏光ビーム・スプリッタ17を用いて
11及びI2の両方を捕捉し、その和を0次回指光の光
量とすることで、複屈折測定用光学系の一部を共用した
同一の検査光軸により一次回折光強度の測定も可能とな
り、更に光学素子の一部共用が可能となるため構成も簡
素となる。
更に、第2図において、前記光学系にて捕捉ささた信号
の処理回路を示す、光学系により得られた複屈折成分光
、非複屈折成分光及び一次回行光のそれぞれの交流信号
たる測定信号を直流信号に変換する点は従来と同しであ
る。図において、38はAC−DCコンバータ34a、
34bの出力を加算する加算器、39はAC−DCコン
バータ34b、34cの出力を端子Aに供給される信号
選択制御クロックに同期して交互に出力するアナログ信
号選択器、40は加算器38の出力を基準電圧入力端子
Bに、アナログ信号選択器39の出力をアナログ信号入
力端子Cに人力することにより、除算を行いつつディジ
タル信号に変換する機能を有するレシオ・メトリック変
換機能付A/Dコンバータ、41a、41bはA/Dコ
ンバータ40の出力を前記信号選択制御クロックに同期
してラッチするラッチ回路、42はラッチ回路41bの
ラッチ動作を前記信号選択制御クロックに同期させるた
めの反転器、43はラッチ回路41bの出力により、あ
らかじめメモリされた換算表に基づき、その出力値に応
じた値を出力するROM、44はラッチ回路41aの出
力を表示する表示器、45はROM43よりデータとし
て読み出された出力を表示する表示器である。なお、図
中の破線内部分が本発明における演算部である。
今、AC−DCコンバータ34a、34b、34cの出
力をそれぞれ非複屈折威分信号(以後、Shと称す)、
複屈折成分信号(以後、S、と称する)及び一次回行光
強度(以後、S7と称する)とすれば、複屈折最大光路
差Δ及び一次回行光強度りは次の式で求められることが
判る。
さて、加算器38においてS、とS、の値を加算し、A
/Dコンバータ40の基準電圧入力端子Bに入力する。
一方、アナログ信号選択器39に入力されたS、及びS
7は、信号選択制御クロックにより交互に切換えられて
A/Dコンバータ40のアナログ信号入力端子Cに人力
される。ところで、A/Dコンバータ40は除算機能を
有しているため、例えばアナログ信号選択器39の出力
がSsの場合は、A/Dコンバータ40のディジタル出
力はss / (55+36 )であり、S7の場合は
S? / (ss +Sh)となる。
そして、それぞれの出力値は、信号選択制御クロック及
び反転器42による反転クロックを用いてラッチ回路4
1a、41bに保持され、ラッチ回路41aに保持信号
は表示器44に一次回折光強度値として表示される。一
方、ラッチ回路41bの保持信号はROM43のアドレ
ス信号となりROM43の出力が複屈折値として表示器
45に表示される。この場合、(2)式において複屈折
値ΔはSs / (S5 +36 )の関数であり、こ
のS。
/ (S、 +S& )の値によってΔは一義的に定ま
る。従って、このSs / (S5 +36 )とΔの
関係を予めROM43に記憶させ、このSs/(S、 
+56 )の値をROM43のアドレス入力に入力して
対応するΔをROM43から読み出せば良く、(2)式
のような複雑な演算を行わずに簡便に複屈折値Δを求め
ることができる。
又、上記ラッチ回路41a、41bのデータ保持はアナ
ログ信号選択器39の信号選択と同期して交互に行われ
るため、1個のA/Dコンバータ40で時分割して信号
変換を行うことにより、Ss / (ss +S& )
及びS7 / (ss +36 ) (7)値はそれぞ
れラッチ回路41b、41aに正しく保持される。
以上の動作を交互に繰り返すことにより、複屈折値及び
一次回行光強度の更新データをそれぞれの表示器45.
44に表示することが可能となる。
なお、A/Dコンバータ40以後の信号線におけるnは
使用するA/Dコンバータのビット分解能n(例えば、
8ビツトであればn=8)に起因する信号線の数を表わ
す。
また、第3図は本発明による光学系全体のブロック図を
示し、第1図と異なる点は、スピンドル19によりスピ
ンドル・モータ20による回転駆動力を被検査ディスク
6に伝達し、更に回転円板等の光チゴッパ21により光
源レーザー22からの光に対し光変調を行っていること
である。
また、第3図において2点鎖線で示す如く、スピンドル
・モータ20を支持台23に取付けると共に、この支持
台23にスクリュシャフト24を螺合し、かつ、このス
クリュシャフト24を2本の支柱25で支持すると共に
送りモータ26を回転させることにより、支持台23を
図面において左右方向に移動させるようにしても良い。
この場合において、被検査ディスク6を半径方向に水平
移動させることにより、任意な半径位置での点測定ある
いはその位置でスピンドル9を回転させて同一円周上で
の測定をtテうことかできる。また、被検査ディスク6
の半径方向の送りピンチとスピンドル9の1回転を同期
させて測定することにより、被検査ディスク6の全周を
スパイラル状に検査することもできるものである。
〔発明の効果〕
以上説明するように、光学系においては、従来使用され
ていた偏光板の替りに一対の偏光ビーム・スプリッタを
設け、複屈折成分光と非複屈折或分光を捕捉でき、かつ
複屈折測定用光学系の一部を共用した同一の検査光軸で
一次回折光も捕捉できるように槽底したため、複屈折及
び一次回行光強度の測定が同時に行えるようになった。
また、信号処理系においては、演算の前処理であるA/
D変換のためのA/Dコンバータに一部演算機能(レシ
オ・メトリック変換)を持たせ、更に2種類の演算処理
を一組の処理回路にて時分割して行うように槽底したた
め、処理部が簡素化され、演算処理方法も簡略化された
以上の効果として、ディスク戒形現場において残留応力
やピット転写性といった重要条件の゛評価が的確かつ簡
便に行えるため、好適な成形条件の確認及び維持が容易
となる。しかも、装置が小型化ならびに製作コストの低
減化も図ることができる。
また、ディスクを半径方向に移動可能なように構成すれ
ば、任意の半径位置での点測定あるいはディスクを半径
方向に移動することにより同一円周上での測定も行え、
しかも、ディスクの半径方向の送りピッチとスピンドル
の1回転を同期させて測定することにより、被検査ディ
スクの全周をスパイラル状に検査することもできる等の
効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の評価装置による複屈折及び一次回行光
強度の測定用光学系を示す図、第2図は本発明の評価装
置による複屈折及び一次回行光強度の測定用信号処理回
路のブロック図、 第3図は本発明の評価装置による光学系全体ブロック図
、 第4図は従来装置による複屈折測定用光学系を示す図、 第5図は従来装置による一次回折光強度測定用光学系を
示す図、 第6図は従来装置による複屈折測定用信号処理回路のブ
ロック図、 第7図は従来装置による一次回折光強度測定用信号処理
回路のブロック図である。 l・・・検査レーザー光、5,7・・・4分の1波長板
、6・・・被検査ディスク、9・・・複屈折成分光受光
用センサ、15・・・一次回行光受光用センサ、16,
17・・・偏光ビーム・スプリッタ、18・・・被複屈
折成分光受光用センサ、31a、31b、31c・・・
電流−電圧変換器、32a、32b、32c・・・前置
増幅器、33a 、33b、33c・・・バンド・バス
・フィルタ、34a、34b、34c=−AC−DCコ
ンバータ、38・・・加算器、39・・・アナログ信号
選択器、40・・・レシオ・メトリック変換機能付A/
Dコンバータ、41 a 、 4 l b−・・ラッチ
回路、43・・・ROM、44.45・・・表示器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源から出射したビーム光よりP成分のみの直線
    偏光を通過させる偏光ビーム・スプリッタと、該直線偏
    光を円偏光とする4分の1波長板と、該円偏光を被検査
    ディスクに照射し、該被検査ディスクより得られる一次
    回折光を捕捉する受光用センサと、該被検査ディスクを
    直進した光を直線偏光とする4分の1波長板と、該4分
    の1波長板の出力光を複屈折成分光と非複屈折成分光に
    分岐する偏光ビーム・スプリッタと、一方の分岐光たる
    複屈折成分光を捕捉する受光用センサと、他方の分岐光
    たる非複屈折成分光を捕捉する受光用センサとを備え、
    複屈折及び一次回折光強度の測定を同一の検査光軸を用
    いて行うことを特徴とする光ディスク基板の評価装置。
  2. (2)請求項1記載の光ディスク基板の評価装置により
    捕捉された複屈折成分光、非複屈折成分光及び一次回折
    光の出力信号のそれぞれに対し、電流を電圧に変換する
    電流−電圧変換器と、該電流−電圧変換器の出力を増幅
    する前置増幅器と、該増幅信号よりノイズを除去するバ
    ンド・パス・フィルタと、該バンド・パス・フィルタの
    出力を直流に変換するAC−DCコンバータとを備え、
    前記複屈折成分光、非複屈折成分光及び一次回折光それ
    ぞれの前記AC−DCコンバータの出力において、複屈
    折成分光出力と非複屈折成分光出力とを加算する加算器
    と、該複屈折成分光出力と一次回折光出力とを信号選択
    制御クロックにより選択し切換えて出力するアナログ信
    号選択器と、前記加算器出力及び前記アナログ信号選択
    器出力を入力とし、該加算器出力に対する前記複屈折成
    分光出力の比A又は前記一次回折光出力の比Bを求める
    レシオ・メトリック変換機能を有するA/Dコンバータ
    と、該A/Dコンバータ出力を前記信号選択制御クロッ
    クにより選択し、前記出力比A及びBの信号をそれぞれ
    保持するラッチ回路A及びBと、予め記憶された所定の
    換算表に基き、前記ラッチ回路Aの出力信号に対する値
    を選択して出力する記憶手段とを備えることにより、複
    屈折及び一次回折光強度の同時測定を行うことを特徴と
    する光ディスク基板の評価装置。
  3. (3)前記被検査ディスクを回転するためのスピンドル
    を半径方向に対して移動可能に構成したことを特徴とす
    る前記請求項1記載の光ディスク基板の評価装置。
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