质量测试设备和方法技术

公开了用于光盘的质量测试设备，这种光盘以螺旋形或者环形图案的形式存储可光学该取的信息，该螺旋形或环形图案定义多个基本同心的轨道（３）。该设备具有激光光源（２１）和驱动机构（２２），将激光束点从激光光源投到光盘的表面，并且沿径向跨越至少一些轨道在一部分光盘表面上移动激光束点。光探测器（２１）探测所投射的激光束点在移动中的反射。该光探测器（２１）产生与该移动激光束点跨越各个轨道的路径有关的、随时间变化的测量信号（ＨＦ）。处理设备（４０）测量了光盘的选定部分的信号振幅，并提供了包括关键参数的输出，该参数例如是对于坑和脊的环形图案中的对称性和相关信号强度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

总体来说，本专利技术涉及用于光学数据载体的测试设备，更具体地说是涉及用于测量通过读取不同轨道接收到的振幅参数的设备和方法，该设备用于一种光盘，这种光盘以螺旋形或者环形图案的形式存储可通过光学方式读取的信息，该螺旋形或环形图案定义了多个基本上同心的轨道。现有技术的描述光学数据载体用于存储大量的数字信息，该数字信息比如是代表音乐、图像或者用于计算机的数字数据，例如程序文件和数据文件。最常见类型的光学数据载体是密致盘，密致盘可以有几种不同的数据格式，在这些数据格式中CD-Audio、CD-ROM、CD-ROM XA、CD-I、CD-R和CD-RW是最常见的。在几十年前就建立了用于密致盘的标准，并且自从那时起就一直使用。在最近几年里，制造了更复杂类型的光学数据载体；DVD(数字通用盘)和SACD(超级音频CD)。上述密致盘的一个共同特征是它们都在一个较小的表面上存储了大量的信息。通过激光束以很高的准确度读取该数字信息，尽管可以根据纠错编码方法将该信息存储在密致盘上，但密致盘的生产商和经销商仍然非常希望在密致盘的生产中进行质量测试。对于CD必须执行Philips和Sony所制定的规格，而对于DVD必须执行DVD组制定的规格，从而确保在密致盘中出现的错误和缺陷最少，这些错误和缺陷出现在信息承载层中。当检查密致盘质量时，测量和登记了各种各样的参数，既有物理参数(例如偏斜度、偏心度、串扰等)，又有逻辑误差(各种位错误率、块错误率和脉冲串错误率)。其它重要的参数是密致盘透明塑料层中的双折射度和所谓抖动，即当读取或者播放该密致盘时获得的信号统计的随时间的变化。此外，与光盘质量相关的一个重要参数是当读取该光盘时获取的信号振幅。众所周知，一张普通音频CD是基于大约1.2mm厚、具有12cm直径的塑料盘。该塑料盘通常被制成透明聚碳酸酯塑料的注入成模的片。在制造过程中，塑料盘被印制上一些微小的凸点(bump)，这些凸点被排列成一个单独连续的、代表存储在CD中信息的螺旋形图案。使用一个压模来印制该螺旋形图案的微小凸点。在形成聚碳酸酯透明盘时，将一个薄的反射的铝层溅射到该盘上，从而覆盖所述螺旋形图案的凸点。然后，将一个薄的光敏聚合物层加到铝层上用于保护。最后，将CD标签印到光敏聚合物层上。螺旋形图案的凸点通常被称为坑，这是因为当从铝层看时它们表现的是坑的形状。在相邻坑之间的区域通常被称为脊或者平面区。每一圈或周的连续螺旋形图案基本上构成一个圆形的轨道，该轨道与以后各圈或周的螺旋形图案是同心的。因此，尽管该圆形轨道事实上是以一个单个连续的螺旋形图案联系在一起，但CD通常被描述为具有多个圆形轨道。一张CD有大约22,000个轨道，而一张DVD有大约50,000个轨道。附附图说明图1图示了一张CD或DVD光盘1，具有一个单独连续的螺旋形图案2的坑和平面区。如上所述，该螺旋形图案构成多个基本上同心的圆形轨道3。该光盘1有一个中心开口5用于与驱动转轴接合从而旋转光盘1。附图2详细图示了几个轨道。坑(或凸点)如6所示，因而中间的平面区(或脊)如7所示。如上所述，制造CD时使用了压模。一张主盘是压模的几何数据源，可以通过将一个薄层的光刻胶或者其它可擦除材料施加到玻璃盘上来制成主盘。控制设备沿半径方向从玻璃盘的中心持续移动到它的外围，从而以一种图案将该光刻胶层曝光，该图案对应于最终产品(即该CD)中需要的螺旋形图案的坑和平面区。很明显，将该坑从光盘的脊中清晰地分辨出来是非常重要的。更具体地说，当读取光盘时需要正确地识别具有不同尺寸的坑。由于并未为了读取而优化该压模的坑，所以当读取压模时生成的HF-信号不同于最终的光盘的HF-信号。当生产光盘时，关于在压模和盘之间如何影响坑结构每一条生产线都有其自己的特点。因此，不同生产线之间的信号输出关系存在差异。对于CD而言，具有关于信号电平的规格。由于上述的不同生产线的特征很难建立一个标准，所以没有对应的压模标准。因此很难通过仅仅检查压模来预见当读取制作的盘时得到的信号电平。因此，很需要能够测试出对于光盘的正确读取而言太弱的信号电平。现在，读取整盘从而测量与不同坑长度相联系的信号电平。特别关注的是所谓的I3和I11电平。一旦I3和I11电平太低，由于很难实现正确读取光盘上所存储的信息，所以将会出现解码问题。专利技术概述本专利技术寻求提供一种快速自动的方法，用于测量与光盘中不同坑尺寸有关的信号振幅参数。根据已公开的独立的专利权利要求，该目标已经通过一种设备和方法实现。根据一个优选实施例，提供了一个用于光盘的质量测试设备，该光盘以限定了多个基本上同心轨道的螺旋形或者环形图案的形式存储可通过光学方式读取的信息。该设备具有一个激光光源和一个驱动机构，该设备将激光束点从激光光源投射到光盘的表面。此外该驱动机构导致该投射的激光束点沿半径方向在光盘表面上移动，并跨越这些轨道。放置一个光探测器以探测所投射的激光束点在移动中发生的反射或者第一级衍射。该激光探测器产生一个随时间变化的测量信号，该信号与该移动激光束点跨越各个轨道的路径有关。一个处理设备或者控制器，例如具有相关软件的微处理器(CPU)，确定了在每一个瞬时该测量信号的振幅，并且作为回应提供了一个表示关键参数的输出，该参数例如用于环形图案中坑和脊的对称性和相关信号强度。从下面的优选实施例的详细介绍中，其它目标、特征和优点将更清晰地表现出来。附图简述参照附图描述本专利技术的优选实施例，其中图1是说明光盘和形成多个同心轨道的连续螺旋形图案的示意性图解。图2是图1中光盘上几个轨道的一小部分区域的示意性图解。图3是根据本专利技术用于光盘的质量测试设备的示意性框图。图4图解了在处理链中不同时刻期间该测量信号的图形。图5图解了一束径向扫描测试原理，该原理将与本专利技术的优选实施例结合使用。图6是根据本专利技术的质量测试方法的一个示意性流程框图。详细描述图3根据一个优选实施例给出了质量测试设备的概览。盘驱动器9、10用于以转轴马达9和可旋转轴10的形式在图3中11所示的方向上旋转光盘1，该过程采取了一种该
内众所周知的方式。将一个激光扫描单元20放置在接近于光盘1的一个表面的位置，并且该激光扫描单元可以在光盘1的径向上移动，如在图3中由12表示。激光扫描单元20以一个径向上的扫描激光束照射光盘1表面，测试来自该光盘表面的反射，生成一个随时间变化的测量信号作为回应并且提供该信号，该信号在附图中被标记为HF—-—高频。在径向扫描过程中，通过盘驱动器(转轴马达9和转轴10)使光盘1保持旋转。如上所述，激光扫描单元20包括机械驱动装置22，该装置用于驱动激光扫描单元20的光学组件或者光学读取设备21在光盘1的图3中所示的方向12上沿光盘表面径向移动。然而，这种机械驱动机构22本身在该
内是众所周知的，因此对于技术人员而言，剩下只需要根据实际应用来选择合适的机械和电力部件(例如电动机和机械承载装置)。从本质上讲，任何设备都是适合的，只要该设备能够驱动激光扫描单元20的光学部件21以高精度在所需要的径向上移动。此外，激光源可以在大量的市场上可得到的部件中选择，并且可以在需要的波长范围工作，例如在大约800nm波长。从图4a中可以看出，来自激光扫描单元20的随时间变化的输出信号HF包括两个主本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于测试一种光盘（１）的信号质量设备，这种光盘（１）以螺旋形或者环形图案（２）的形式存储可通过光学方式读取的信息，该螺旋形或者环形图案（２）定义了多个同心轨道（３），其特征在于：光学读取设备（２１）；驱动机构（２２） ，该驱动机构适用于将光学读取设备（２１）沿径向跨越至少一些所述轨道（３）在盘（１）表面的一部分上移动；处理设备（４０），该处理设备适用于选择一部分从所述光学读取设备接收的随时间变化的测量信号，所述测量信号与移动的光学读取设备跨越各个 轨道的路径有关。

【技术特征摘要】
SE 2001-10-25 0103548-41.用于测试一种光盘(1)的信号质量设备，这种光盘(1)以螺旋形或者环形图案(2)的形式存储可通过光学方式读取的信息，该螺旋形或者环形图案(2)定义了多个同心轨道(3)，其特征在于光学读取设备(21)；驱动机构(22)，该驱动机构适用于将光学读取设备(21)沿径向跨越至少一些所述轨道(3)在盘(1)表面的一部分上移动；处理设备(40)，该处理设备适用于选择一部分从所述光学读取设备接收的随时间变化的测量信号，所述测量信号与移动的光学读取设备跨越各个轨道的路径有关。2.根据权利要求1所述的信号质量测试设备，其中处理设备(40)适用于测量所述部分中的信号振幅，从而识别与所述轨道中的所述信号信息相关的至少一个信号图象。3.根据权利要求1或2所述的信号质量测试设备，其中处理设备(40)从模数转换器(30)中接收测量信号，该模数转换器可操作地连接在光学读取设备(21)和处理设备之间。4.根据权利要求1-3所述的信号质量测试设备，其中处理设备(40)进一步包括用于存储程序指令和/或测量数据的存储装置(45a，b，c)。5.根据权利要求1-4所述的信号质量测试设备，其中所述处理设备(40)包括FPGA形式的控制器(41)。6.根据权利要求1-4所述的信号质量测试设备，其中所述处理设备(40)包括ASIC形式的控制器(41)。7.根据权利要求1-4所述的质量测试设备，其中所述处理设备(40)包括微处理器形式的控制器(41)。8.用于测试一种光盘(1)的信号质量的方法，这种光盘(1)以螺旋形或者环形图案(2)的形式存储可通过光学方式读取的信息，该螺旋形或者环形图案(2)定义了多个同心轨道(3)，其特征在于如下步骤光学读取设备(21)沿径向跨越至少一些所述轨道(3)对光盘(1)表面的至少一部分进行扫描(60)；产生(64)一个随时间变化的测量信号，该信号与该光学读取设备跨越各个轨道的通道有关，选择(66)至少一部分包括与单个轨道有关的信息的测量信号。9.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：U威廉松，
申请(专利权)人：欧迪奥德弗股份公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]