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Dokumentenidentifikation DE10153280B9 06.09.2007
Titel Prüfvorrichtung und dazugehörendes Verfahren zur berührungslosen optischen Prüfung von optischen Datenträgern und/oder optischen Speichermedien
Anmelder Fendt, Günter, 86529 Schrobenhausen, DE
Erfinder Fendt, Günter, 86529 Schrobenhausen, DE
DE-Anmeldedatum 29.10.2001
DE-Aktenzeichen 10153280
Offenlegungstag 08.05.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.03.2007
Date of publication of correction 06.09.2007
Information on correction Berichtigung in Anspruch 1, 3, 7, 8
IPC-Hauptklasse G11B 7/26(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung und ein Verfahren zur berührungslosen optischen Prüfung von optischen Datenträgern und/oder optischen Speichermedien, insbesandere CD's und DVD's, gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 7.

Stand der Technik

Bei der Herstellung von Trägern von Speichermedien, wie Compact-Disc's (CD's), Digital Versatile Disc's (DVD's), Halbleiterschaltkreisen (Wafern) und vergleichbarem, werden eine Vielzahl von Herstellungsschritten benötigt. Bei all diesen Bearbeitungsschritten muss auf höchste Reinheit geachtet werden, da bereits die geringste Kontamination bzw. Oberflächenunregelmäßigkeit/Oberflächenabnormalität den gesamten Träger bzw. einen Teil davon unbrauchbar werden lässt, womit erhebliche ökonomische Verluste verbunden sind. In der DE 198 50 144 C2 ist beispielsweise für den weitentfremdeten Bereich der Halbleiterfertigung hierfür ein Verfahren zur optischen Oberflächenanalyse näher beschrieben. In der DE 198 16 914 A1 ist eine Vorrichtung zur Oberflächenanalyse beschrieben, welche das Problem der Feinstrukturen bzw. Feinabstände, hinsichtlich Positionierung und Prüfumgebungsgeräusche, näher erörtert. Da die Strukturen auf den Trägern immer feiner bzw. die Abstände immer geringer werden, damit eine höhere Packungsdichte erreicht werden kann, müssen die Abtastvorrichtungen immer exakter bzw. schneller werden, damit die immer größer werdende Datenmenge in immer noch kürzeren Zeiträumen abgetastet werden können. So prägte sich als Begriff der Abtastgeschwindigkeit bei den CD-Laufwerken für Computer der Multiplikator von z.B. 32× bis 52× als Kenngröße, welcher den Faktor angibt, um wie viel schneller diese neueren Laufwerke gegenüber einem ursprünglichen Standardlaufwerk aus den Anfangszeiten abtasten. Die immer kürzer werdenden Zugriffszeiten sind vor allem dann wichtig, wenn der Datenträger als Nachschlagewerk (Datenbank, Telefonbuch, etc.) dient. Bei der Abtastung von Oberflächen, bei den oben genannten Anwendungsgebieten, werden in der Regel Festkörper-Laser bzw. Halbleiter-Laser-Abtastsysteme eingesetzt, welche mittels einer gepulsten Betriebsart, mittels eines Lasergenerators, angesteuert werden. Siehe dazu auch die Literaturstelle „Laser" und „Compact Disc" – unter Quelle: „Bertelsmann Universallexikon – Discovery; 2000 Bertelsmann Lexikon Verlag GmbH, Bertelsmann Electronic Publishing, Gütersloh, München".

Zur Prüfung dieser optischen Datenträgern und/oder optischen Speichermedien bzw. lesen artähnlicher Speichermedien, sind bereits diverse Prüfvorrichtungen sowie entsprechende Abtast-/Prüfverfahren bekannt.

Aus der DE 38 29 235 A1 ist eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren für ein Speichermedium für optische Daten bekannt, bei welchem ein durch einen Laserübertrager erzeugter Laserlichtstrahl auf einen Optikkopf oder einen reflektierenden Spiegel gerichtet ist, um einer Rille des Speichermediums für optische Daten zu folgen, und Änderungen (die mechanischen Kenndaten entsprechen) aus dem Laserlichtstrahl (der durch den Optikkopf oder durch der reflektierenden Spiegel reflektiert wird) mittels eines Detektors zu erfassen. Erfindungsgemäß wird hierbei der senkrecht zum Prüfling verlaufende erzeugte Laserlichtstrahl mittels eines Strahlenteilers geteilt, um zwei unterschiedliche Funktionen zu erfüllen (Abtastastfunktion & Fokussierfunktion).

Aus der US 6,009,065 A ist eine Methode/ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Lesen für ein mehrschichtiges (Aufbau mit mehreren Lagen) optisches Speichermedium bekannt, welches auf der Basis einer fluoreszierender Signal-Ortung/Ermittlung, von dem Medium, welches das aktive fluoreszierende Material enthält, funktioniert. Hierbei wird bei dieser Methode/bei diesem Verfahren die Eigenschaft des Speichermediums, dass dieses das reflektierte Signal in der Wellenlänge verändert, verwendet/ausgenutzt. Der fluoreszierende Prozess wird hierbei von einem Leslaserstrahl im kontinuierlichem Betriebsmodus (CW-Laser) induziert, der in das 3-D-Medium fokussiert wird, welches als mehrschichtiges optischen Speichermedium organisiert ist, wo dünne fluoreszierende Schichten mit Information, als eine Reihenfolge (Anordnung) fluoreszierender und nicht-fluoreszierender Zellen, aufgezeichnet sind, die von dicken transparenten Abstandsschichten (Zwischenraumschichten) abgetrennt werden, dessen Zweck es ist, im Aufzeichnungsprozess die Informationsverzerrung zu verhindern und im Leseprozess das Signal von Lärm auseinander zuhalten.

Ein optisches Aufnehmersystem ermöglicht hierbei ein 3-D-Lesen, der binären Informationen von einem Medium (mehrschichtiges optisches Speichermedium) durch die Anregung (Erregung) von fluoreszierende Lagen.

Aus der US 5,528,577 A ist ein Verfahren offenbart, mittels diesem mit einer automatischen Leistungsregelung ein weiter Dynamikbereich einer Laser-Lese-Vorrichtung erreicht wird, welcher es ermöglicht, dass optische Schallplatten, ungeachtet von der Qualität von dem reflektierenden Schallplattenüberzug, vollständig/komplett gelesen werden können. Das Ziel hierbei ist, dass alle Formate von optischen Schallplatten einschließlich Schallplatten mit armer Qualität, die korrodiert sind oder sogar keinen metallreflektierenden Überzug haben, entschlüsselt/gelesen werden können.

Zur Erlangung des Entwicklungszieles/Ergebnis wird hierbei angestrebt, dass mittels regeltechnischen Maßnahmen, das reflektierte Licht auf die Empfangsoptik in einem bestimmten Wertbereich/Referenzwertebereich gehalten/geregelt wird. Aufgrund der unterschiedlichen Reflexionseigenschaften von metallisierten Flächen gegenüber nicht metallisierten Flächen, ist es infolge dessen hierbei erforderlich, dass die Laser-Ausgangsleistung um ca. den Faktor 20 bis 40 erhöht werden muss, wenn nicht metallisierte Flächen, gegenüber metallisierten Flächen abgetastet werden, um die durchschnittliche reflektierte Leistung auf einem konstanten Pegel halten zu können. Der CD-Player weist hierzu einen Halbleiterlaser auf, um eine veränderliche Laserleistung zu erzeugen. Gesteuert wird die veränderliche Laserleistung mittels einem Kontrollsignal, welches hierzu auf die Steuerung des Halbleiter-Laser-Treibers zugeführt wird.

Aus der US 5,667,861 A ist eine magnetooptische Datenplatte bekannt, sowie ein Herstellungsverfahren zum Herstellen derselben.

Hierbei liegt die Aufgabe der Erfindung darin, eine scheibenförmige magnetooptische Datenplatte zu schaffen, welche eine hohe Korrosionsbeständigkeit zeigt, über eine frei einstellbare, radial konstante Schreibempfindlichkeit verfügt und vom Radius unabhängige Carrier-Werte sowie geringe Rausch-Werte besitzt.

Der Schreibvorgang der Daten erfolgt dadurch, dass der Schreiblaserstrahl in relativer Bewegung über die Oberfläche der magnetooptischen Datenplatten bzw. deren magnetoptischen Aufzeichnungsschicht hinweggeführt wird, wobei hierbei der Laserstrahl von einer verschiebbaren optischen Vorrichtung auf die Aufzeichnungsschicht fokussiert wird, und das Einschreiben der Daten mit Hilfe eines impulsmodulierten Schreiblaserstrahls erfolgt. Der Lesevorgang der Daten erfolgt hierbei dadurch, dass linear polarisiertes Licht eines kontinuierlichen Dauerstrichlasers, dessen Laserstrahl hierbei entweder von der Aufzeichnungsschicht selbst oder von einer hinter dieser angeordneten Reflexionsschicht reflektiert wird, wobei es zu einer Wechselwirkung zwischen den magnetischen Momenten in der Aufzeichnungsschicht und dem elektromagnetischen Feld des Laserlichts kommt. Durch die Wechselwirkung wird hierbei die Ebene der Polarisation des reflektierenden Laserlichts gegenüber der ursprünglichen Ebene um einen kleinen Winkel gedreht. Diese Drehung der Ebene der Polarisation des von der magnetooptischen Datenplatte reflektierten Laserlichts wird hierbei mit Hilfe geeigneter optischer und elektronischer Gerte gemessen und in Signale umgewandelt.

Aus der US 6,020,957 A ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von Halbleiterscheiben (Wafern) bekannt, wobei eine Vielzahl von unabhängigen Low-Cost optischen Inspektions-Sub-Systemen zu einem System zusammengefügt bzw. integriert sind, um simultan parallele Inspektionen von Positionen der Halbleiterscheiben auszuführen, so dass die ganze Halbleiterscheiben-Abbildung durch das System in einem Raster-Such-Modus/Raster-Aufnahme-Modus abgeprüft werden kann.

Zur Durchführung der Prüfung, wird hierbei die Halbleiteroberfläche mittels einer monochromatischen kohärenten Licht-Quelle beleuchtet und nach Mustern analysiert/gefiltert, wobei ein optisches System das vereinzelte/verteilte Licht sammelt, welches durch die gültigen periodischen Halbleiterstrukturen verursacht wird, und das gefilterte Licht von Digitalen-Signal-Prozessoren bearbeitet wird. Bei der Auswertung werden Bild-Subtraktionsmethoden verwendet, um defekte Halbleiter zu erkennen, die bei einem Hauptcomputer gemeldet werden, um bei der statistischer Prozesskontrolle zu unterstützen.

All diese Systeme bzw. Prüfabläufe bzw. Leseverfahren offenbaren nicht, wie im Prüfablauf auf unakzeptable Fehler oder Abnormalitäten reagiert wird, und wie im Prüfablauf bei professionellen Prüfvorrichtungen eine zeitliche Optimierung erlangt werden kann, damit der Durchsatz an Prüflingen erhöht werden kann.

Aufgabenstellung

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Prüfvorrichtung (& Verfahren) für optische Datenträger/optische Speichermedien vorzuschlagen, mittels dieser Prüfvorrichtung eine Optimierung der zeitlichen Abgreifabläufe/zeitlichen Prüfabläufe, gegenüber Prüfvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik, erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine wesentliche Optimierung bzw. Beschleunigung der zeitlichen Abgreifabläufe/zeitlichen Prüfabläufe wird gemäß der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung dadurch erreicht, indem die Anzahl der Abtasteinheiten/Abgreif-Strahlengänge erhöht wird, sowie die zur Steuerung der Abtasteinheiten/Abgreif-Strahlengänge vorgesehene prüfgeräteinterne/prüfgeräteeigene Einheit (9), programmierfähig realisiert ist, damit mittels einprogrammierbaren selbstständig lauffähigen Routinen bzw. Algorithmen, die sonst üblichen zeitaufwendigen online zyklisch sich wiederholenden extern generierten Schnittstellensteuerungskommandos zur Steuerung der Abläufe nicht mehr erforderlich sind. Ergänzend unterstützt werden diese optimierenden Maßnahmen, mittels einer Echtzeit arbeitenden Auswerteeinheit (12), welche beim Feststellen eines Fehlers oder beim Feststellen von Abnormalitäten, selbstständig entscheiden kann, ob eine Änderung bzw. ein Abbruch des Prüfablaufs (gegebenenfalls mit Signalisierung mittels einer Warnanzeige) veranlasst wird, um eine Einsparung an Prüfzeit zu erlangen, da eine Fortsetzung einer Prüfung bei einem Prüfling, bei diesem ein größerer/unakzeptabler Defekt oder ein gravierender Mangel ermittelt wurde, und demzufolge zur Ausmusterung/als Ausschuss erklärt wird, im Regelfall nicht zielführend ist.

Eine Optimierung der Prüfgeschwindigkeit wird ebenso, wie bereits erwähnt, durch die Erhöhung der Anzahl der Abtasteinheiten/Abgreif-Strahlengänge erlangt, indem mittels einer Mehrzahl von Abtasteinheiten (4) und/oder Abgreifstrahlengänge (6) der Prüfling zeitlich parallel geprüft wird, anstatt mit einer Abtasteinheit (4) und/oder einem Abgreifstrahlengang zeitlich sequentiell. Die Erhöhung der Anzahl der Abtasteinheiten/Abgreif-Strahlengänge wird insbesondere dadurch erreicht, indem mittels der Wahlfreiheit der Strahlengangverläufe zueinander als auch zum Prüfling, welche nicht parallel bzw. im selben räumlichen Winkel verlaufen müssen, ein kompakterer Aufbau der Prüfvorrichtung ermöglicht wird, sowie eine Konzentration der einzelnen Strahlenverläufe, soweit dies erforderlich ist, auf einen relativ kleinen Bereich erfolgen kann.

In der bisherigen wie auch nachfolgenden Beschreibung wird sprachlich vorwiegend ein Abgreifsystem bzw. ein Abgreifsystem mit einem Abgreifstrahl angeführt, wobei der am Prüfling reflektierte Abgreifstrahl/Strahlengang abgetastet wird, da bei einem Halbleiterlaser mit Dauerstrichbetrieb, im Prinzip nicht die Oberfläche des Prüflings mit dem Laserlicht abgetastet wird, sondern vielmehr der am Prüfling reflektierte Laserstrahl abgetastet wird.

Die Vorraussetzung hierfür ist natürlich die selbstverständliche Tatsache, das hierbei die Abtastung des am Prüfling reflektierten Laserstrahls nur erfolgen kann, soweit der reflektierte Abgreifstrahl auf die Empfangseinheit reflektiert wird und demzufolge von dieser überhaupt abgetastet werden kann. Wenn der reflektierte Abgreifstrahl nicht bzw. nicht mit der üblichen zu erwartender Intensität auf die Empfangseinheit reflektiert wird, kann der Abgreifstrahl auch nicht abgetastet werden, so dass demzufolge nur die entsprechende negierte bzw. nichtvorhandene Daten-Information abgetastet werden kann.

Weitere Vorteile bzw. Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels und dem dazugehörenden Verfahren.

Ausführungsbeispiel

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in den dazugehörenden Zeichnungen werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.

Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Zuhilfenahme der 1 bis 3 näher erläutert. Im Folgenden können für funktional gleiche und/oder gleiche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sein.

Es zeigen

1: Eine Vorrichtung, gemäß der Erfindung, zum Abgreifen bzw. Abspielen von Speichermedien bzw. Oberflächen von Trägern, auf denen sich Speicherelemente/Speicherzellen befinden, die mit einem sogenannten Strichlaser (z.B. Helium-Neon-Laser oder Halbleiter-Laser) ausgestattet ist.

2: Den prinzipiellen Aufbau einer Compact-Disc (CD), sowie den optischen Strahlenverlauf zwischen der Abtasteinheit und einem vergrößert dargestellten Ausschnitt des Objekts/Datenträgers.

3a: In 3a wird der bekannte gepulste Sendebetrieb der Abtasteinheit gezeigt, sowie das beispielsweise generierte Signal für die Empfangseinheit der Abtasteinheit.

3b: In 3b wird der kontinuierliche Betriebsmodus, bzw. der sogenannte Dauerstrich, der Ansteuerung der Sendeeinheit der Abtasteinheit gezeigt, sowie das beispielsweise generierte Signal für die Empfangseinheit der Abtasteinheit.

Die 1 zeigt eine Vorrichtung (1) zum Abgreifen/Abspielen von Speichermedien bzw. Oberflächen von Trägern (2), auf denen sich Speicherelemente/Speicherzellen befinden, welche über eine Aufnahmevorrichtung -einrichtung (3) zur exakten Justage/Platzierung des Objekts/Datenträgers (2) zur Abtasteinheit (4), sowie über einen oder mehrere Verstellmechanismen (5) zur Positionierung des Abgreifstrahlenganges (6) verfügt, die in Folge von einem sogenannten Dauerstrich-Laser Abgreifsystem und infolge von einer programmierbaren Einheit (9) zum Laden von extern (9.a), bzw. aus dem eigenen nichtflüchtigem Speicher, für Routinen bzw. Algorithmen eines oder mehrerer Steuerprogramme, einen optimierten Abgreifvorgang ermöglicht. Die Positioniereinheiten (5), welche nicht näher erläutert werden, da die prinzipielle Funktionsweise aus den Schriften DE 197 49 923 A1, DE 198 16 914 A1, DE 692 19 877 T2, DE 24 41 588 C2, DE 694 14 157 T2 sowie diversen anderen Schriften und Literaturstellen bereits ausführlich beschrieben werden, ist in diesem Beispiel der Einfachheit jeweils nur eindimensional dargestellt. Zur Vervollständigung sei hier kurz erwähnt, dass diese, wie in der Technik sonst üblich, auch jeweils mehrdimensional (x, y, z) ausgeführt sein kann, sowie neben der gerade beschriebenen x/y/z Veränderung, der Verstellmechanismus sowie das Objekt/Datenträger selbst eine Drehbewegung/Rotationsbewegung annehmen bzw. in eine solche versetzt werden kann. Der Vollständigkeit sei weiterhin erwähnt, dass zur Änderung der Positionierung des Abgreifstahls mittels der Positioniereinheit, diese sowohl mittels Einflussnahme/Veränderungsmaßnahme auf das Objekt/Datenträger (2) bzw. Datenträgerhalteaufnahme (3) selbst, als auch auf die Sendeeinheit (4.a) bzw. die Abtasteinheit (4.b) incl. der Linsensysteme, die der Einfachheit wegen nicht näher dargestellt sind, wie auch dessen Umlenkspiegel (7), soweit vorhanden, nehmen bzw. einwirken kann. Natürlich genügt es, wenn nicht alle dieser möglichen Positionen der Positioniereinrichtung (5) vorhanden sind bzw. verändert/angesteuert (P1-P5) werden. Die Umlenkspiegel (7) bzw. Polygonspiegel (7) sind nicht zwangsläufig erforderlich, da eine Realisierung mittels direkter Strahlengangführung (6) ohne zusätzlicher bzw. mit nur einer Umlenkung an einem Spiegel, oder Strahlengangführung bzw. Strahlengangumleitung mittels Lichtleitfaser, ebenso möglich ist. Diese Umlenkspiegel (7) sind jedoch von Vorteil, wenn man die Abtasteinheit (4) mit mehreren Abgreifstrahlen ausstattet, da diese neben einem geringen Eigengewicht gegenüber den anderen Positioniereinheiten, welches einen nicht so kraftaufwendigen Positionier-Veränderungsvorgang ermöglicht, da nicht so große Massen bewegt werden müssen, auch noch den Vorteil, dass ein kompakterer und flexiblerer konstruktiver Aufbau ermöglicht wird, da die Anordnung der Sendeeinheiten (4.a) und Empfangseinheiten (4.b) räumlich optimiert verteilt erfolgen kann und trotzdem eine Konzentration der einzelnen Strahlenverläufe (6), die nicht parallel bzw. im selben räumlichen Winkel zum Objekt/Datenträger (2) verlaufen müssen, auf einen relativ kleinen Bereich erfolgen kann, soweit dies erforderlich ist. Weiterhin zeigt die 1 die programmierbare Einheit (9), mit den dazugehörenden Steuereinheiten (9.b & 9.c) samt den erforderlichen Treibern/Schnittstellenansteuerstufen (9.d & 9.e), zur Steuerung der Sendeeinheiten (4.a) der Abtasteinheit (4) sowie zur Steuerung der Positioniereinheiten P1 bis P5. Den Empfangseinheiten (4.b) der Abtasteinheit (4) ist eine interne Auswerteeinheit (12) und/oder eine der Vorrichtung zugeordnete nicht dargestellte externe Auswerteeinheit nachgeschaltet (12.c), in der Routinen bzw. Algorithmen laufen, um eine Auswertung/Aufbereitung durchzuführen, um im Fehlerfall bzw. bei Feststellen von Abnormalitäten darüber entscheiden zu können, ob eine akustische bzw. optische Warnanzeige (10) von dieser initiiert wird, sowie eine Änderung des Abgreifablaufes vorgenommen wird. Die programmierbare Einheit (9) zur Steuerung der Steuereinheiten, welche auch durch einen handelsüblichen Computer bzw. &mgr;P realisiert sein kann und gegebenenfalls einen mit der Auswerteeinheit (12) identischen Aufbau haben kann, oder identisch ist, wird mit Routinen bzw. Algorithmen geladen bzw. soweit erforderlich während des Abgreifablaufes aktualisiert (12.a), welche sowohl den Standard-Abgreifablauf als auch den an die der Objekt/Datenträger spezifischen Eigenheiten angepassten Abgreifablauf abdecken bzw. berücksichtigen (z.B. Drehzahl), damit jederzeit ein optimaler Abgreifablauf gewährleistet ist. Hierfür ist es ohnehin erforderlich, dass die Auswerteeinheit (12) mit der programmierbaren Einheit (9) zur Steuerung der Steuereinheiten (9.b & 9.c) in Verbindung steht, sofern diese nicht in einem Gerät vereint sind, da bei einer Aktualisierung, der Steuerprogramme ein entsprechender Abgleich (12.b) bzw. eine Anpassung an der Auswerteeinheit (12) zu erfolgen hat, soweit die Änderungen nicht direkt von der Auswerteeinheit (12) veranlasst wurden.

Die 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer bekannten Compact-Disc (CD)(2), sowie den optischen Strahlenverlauf (6) zwischen der Abtasteinheit (4.a & 4.b) und dem Objekt/Datenträger. Bei einer Compact-Disc wird auf dem Träger, der in der Regel aus Polycarbonat besteht, die Information in einer Spur (2.a), die spiralförmig von Innen nach Außen verläuft, in Form von sogenannten „Pits" (2.f) und „Lands" (2.g) (welche typischerweise 125 nm Höhenunterschied zueinander aufweisen), welche die digitalen „1"- und „0"-Werte darstellen, aufgebracht/eingebracht. Bei den „1"-Werten wird der optische Abgreifstrahl (6) der Sendeeinheit (4.a) der Abtasteinheit unterschiedlich (6.a/6.b) von den „0"-Werten abgelenkt bzw. reflektiert und die daraus resultierende Information von der Empfängereinheit (4.b) der Abtasteinheit weiterverarbeitet. Auf diesem aus Polycorbonat bestehenden Träger (2.b) ist eine reflektierende Aluminium-Folie (2.c) aufgebracht, die für die eigentliche Reflexion sorgt. Über dieser befindet sich eine weitere Schicht aus Acryl (2.d), die als Schutzschicht dient. Abschließend ist auf dieser das Label (2.e) zur Kennzeichnung bzw. zur Beschriftung aufgebracht.

Die 3 zeigt beispielsweise den Unterschied zwischen einem sogenannten Punkt-Laser (Darstellung 3a), bei dem die Impulsdauer zwischen 1 &mgr;sec und 100 msec liegt, und einem sogenannten Dauer-Laser (Darstellung 3b), bei dem die Ansteuerdauer bei größer gleich 100 msec liegt. Wie die zeitlich abgebildete Darstellung (4.g) zeigt werden die Pits (2.f) bzw. Lands (2.g) des optischen Datenträgers (2) bei beiden Darstellungen identisch von der Empfangseinheit (4.b) der Abtasteinheit, als der selbe Informationsinhalt (4.c), gelesen, obwohl die Sendeeinheit der Abtasteinheit mit einem anderen Betriebsmodus arbeitet. Dieses wird dadurch erreicht, da es letztendlich unerheblich ist, ob man nur zum Zeitpunkt des eigentlichen Abgreifens der Pits/Lands die Sendeeinheit aktiv (4.e) betreibt, oder die Sendeeinheit über eine längere Zeitdauer, über eine Vielzahl von Pits/Lands, aktiv (4.f) hält und jeweils in der zeitlichen Mitte bzw. im Mittenbereich der zu erwartenden Information den reflektierten Strahl abtastet (soweit vorhanden bzw. dieser auf die Empfängereinheit reflektiert wird). (Die Darstellung ist nur prinziphaft/symbolisch in einer zeitlichen Anordnung dargestellt, zum Verständnis, wo von der Abtasteinheit (4.b) abgetastet werden kann, und welches Signal generiert wird.)

Der Einsatz eines Ansteuerverfahrens mit dem sogenannten Dauerstrich, hätte gegenüber einem Verfahren mit Impuls-Betrieb den Nachteil, dass über die Zeit (4.g) betrachtet die Leistungsaufnahme und die damit verbundene Verlustleistungserzeugung der Sendeeinheit deutlich größer würde, wenn man die Sende-Amplitude (4.d) beibehalten würde. Durch die verbesserten rauschärmeren Verstärkerstufen, mit deutlich besseren Stör-Nutzsignal-Abstand gegenüber früheren Verstärkerstufen, die auf dem Markt zwischenzeitlich verfügbar sind, kann man die Sende-Amplitude (4.d) derart reduzieren, um am Empfänger immer noch ein auswertbares Signal zu erlangen, so dass im Mittel betrachtet mehr oder weniger wiederum nur noch die Sendeleistung erforderlich ist, wie diese im Impuls-Betrieb erforderlich war. Dadurch entfällt bzw. ist das hochfrequente pulsartige Ansteuern der Sendeeinheiten nicht mehr erforderlich, so dass die Ansteuerung der Sendeeinheit der Abtasteinheit keinen zeitlich begrenzenden Faktor in der Abgreifzeit mehr darstellt. Selbstverständlich kann jedoch zur weiteren Verlustleistungsreduzierung in den Zeiträumen, in denen keine Sendeleistung benötigt wird, wie beispielsweise bis zum erstmaligem Positionierbeginn bzw. bei einem Positionswechsel des Abgreifstrahls gegenüber dem Objekt/Datenträgers, bis kurz vor der neuen exakten Positionsfindung, wozu der Abgreifstrahl auch bzw. wieder benötigt wird, den Abgreifstrahl passiv schalten.

Eine weitere Optimierung bzw. Beschleunigung der Abgreifabläufe erlangt man dadurch, indem man auf die Abgreifabläufe bzw. die dafür erforderlichen Steuerkommandos für die daran beteiligten Einheiten, wie beispielsweise die Positioniereinheiten und Abtasteinheit, z.B. in programmierbare Einheiten abgelegt werden. Das Programmieren der Einheiten, bringt den Vorteil eines schnelleren Abgreifablaufs gegenüber einer Ansteuerung mittels eines online Schnittstellensteuerung, da während des eigentlichen Abgreifablaufs hierfür keine gesonderten zeitaufwendigen Schnittstellenkommandos (9.a) bzw. zu den Einheiten (9.b/9.c) mehr erforderlich sind.

Unter dem Begriff Oberfläche, sofern dieser angewendet wird, ist nicht nur zwangsläufig die physikalische Oberfläche zu verstehen, sondern auch durchaus die eigentliche „aktive Informationsschicht", welche sich unter der Schutzschicht befindet und ebenso abgreifmässig erfasst und abgegriffen wird.

1
Prüfvorrichtung
2
Prüfling/Träger von Speicherelementen bzw. Speicherzellen/Datenträger
2.a
Spur des Prüflings (2)
2.b
Träger des Prüflings (2)
2.c
Aluminium-Folie des Prüflings (2)
2.d
Schicht aus Acryl des Prüflings (2)
2.e
Label des Prüflings (2)
2.f
"Pit"
2.g
"Land"
3
Aufnahmevorrichtung/Datenträgerhalteaufnahme
4
Abtasteinheit
4.a
Sendeeinheit der Abtasteinheit (4)
4.b
Abtasteinheit der Abtasteinheit (4)/Empfangseinheiten der Abtasteinheit (4)
4.c
Informationsgehalt
4.d
Sende-Amplitude des Lasers
4.e
Gepulster Laserbetrieb
4.f
Kontinuierlicher Laserbetrieb (CW)
4.g
Zeitlicher Verlauf
5
Verstellmechanismus/Positioniereinheit
6
Abgreifstrahlengang/Strahlenverlauf/Abgreifstrahl
6.a
Vom Prüfling (2) reflektierter Abgreifstrahl (6)
6.b
Vom Prüfling (2) reflektierter Abgreifstrahl (6)
7
Umlenkspiegel/Polygonspiegel
8
9
Programmierbare Einheit
9.a
Schnittstelle zu extern
9.b
Steuereinheit zur programmierbaren Einheit (9)
9.c
Steuereinheit zur programmierbaren Einheit (9)
9.d
Treiber/Schnittstellenansteuerstufe
9.e
Treiber/Schnittstellenansteuerstufe
10
Warnanzeige
11
12
Auswerteeinheit
12.a
Schnittstelle innerhalb der Prüfvorrichtung
12.b
Schnittstelle innerhalb der Prüfvorrichtung
12.c
Daten für Auswerteeinheit


Anspruch[de]
Prüfvorrichtung (1) zur optischen Prüfung von optischen Datenträgern und/oder optischen Speichermedien (CD's und DVD's) mit

1 einer Aufnahmevorrichtung (3) zur exakten Justage des kreisrunden Prüflings, bezüglich der Abtasteinheit (4),

2 einem Verstellmechanismus (5), welcher eine Positionsveränderung oder eine Änderung des Strahlenverlaufs (6) zwischen Prüfling (2) und Abtasteinheit (4) ermöglicht,

3 einer Abtasteinheit (4), welche mittels einem Halbleiterlaser, vorzugsweise in einem kontinuierlichem Betriebsmodus (CW, 4.f), betrieben wird, und

4 einer Auswerteeinheit (12) zur Auswertung und/oder Aufbereitung der ermittelten Informationen (12.c),

dadurch gekennzeichnet, dass

5 die Prüfvorrichtung (1) über mindestens zwei Abtasteinheiten (4) und Strahlenverläufe (6) verfügt, die auf den Prüfling gerichtet sind, und

5.1 die Strahlenverläufe (6) mittels Positioniereinheiten (5), welche auf die Spiegel (7) einwirken, umgelenkt werden, sodass die Strahlenverläufe (6) jeweils bezüglich der Oberfläche des Prüflings unter verschiedenen Winkeln verlaufen,

5.2 wobei sich mehrere Strahlenverläufe auf einen kleinen Bereich konzentrieren lassen,

6 die Prüfvorrichtung (1) über eine programmierbare Einheit (9) zur Speicherung der Abgreifabläufe und/oder die dafür erforderlichen Steuerkommandos verfügt, mittels dieser die

6.1 direkte Steuerung der Steuereinheiten erfolgt, und/oder

6.2 direkte Steuerung der Positionier- und Ablenkeinheiten erfolgt,

7 die Prüfvorrichtung (1) über eine Auswerteeinheit (12) verfügt,

7.1 um im Fehlerfall bzw. bei Feststellen von Abnormalitäten entscheiden zu können, ob

7.1.1 eine Warnanzeige initiiert wird und/oder

7.1.2 eine Änderung im Prüfablauf vorgenommen wird.
Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinheit (12) eine Echtzeitbeeinflussung auf den Prüfablauf ausgeübt wird, wenn ein Fehler oder eine Abnormalität am Prüfling festgestellt wurde. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die programmierbare Einheit (9) während des Prüfablaufs als Reaktion auf ein Prüfergebnis aktualisiert/angepasst wird, wenn von der Auswerteeinheit (12) ein Fehler oder eine Abnormalität am Prüfling festgestellt wurde. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnanzeige bzw. Warnsignalisierung (10) akustisch und/oder optisch erfolgt. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der abzugreifenden bzw. prüfenden Oberfläche des Prüflings, um die eigentliche physikalische Oberfläche des Prüflings handelt oder um Lagen, die sich unter einer oder mehreren Schutzschichten befinden. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgreifstrahl, zuvor und/oder nachdem dieser am Prüfling reflektiert und in Abhängigkeit der Information unterschiedlich reflektiert wird, mittels eines Lichtleiters bzw. Lichtleitfaser umgelenkt sowie weitergeleitet werden kann. Verfahren, für eine Prüfvorrichtung (1) zur optischen Prüfung von optischen Datenträgern und/oder optischen Speichermedien (CD's und DVD's), mit den folgenden Schritten,

1 Aufnehmen des Prüflings (2) in einer Aufnahmevorrichtung (3) zur exakten Justage des Prüflings (2), bezüglich der Abtasteinheit (4),

2 Änderung des Strahlenverlaufs (6) zwischen Prüfling (2) und Abtasteinheit (4) mittels eines Verstellmechanismus (5),

3 Betreiben einer Abtasteinheit (4), mittels eines Halbleiterlasers, vorzugsweise in einem kontinuierlichem Betriebsmodus (CW, 4.f),

4 Auswertung der ermittelten Informationen (12.c) mittels einer Auswerteeinheit (12),

dadurch gekennzeichnet, dass

5 der Prüfling mittels mindestens zwei Abtasteinheiten (4), welche jeweils auf den Prüfling gerichtet sind, abgegriffen wird, deren

5.1 Strahlenverläufe (6) mittels Positioniereinheiten (5), welche auf die Spiegel (7) einwirken, umgelenkt werden, sodass mindestens zwei Strahlenverläufe jeweils bezüglich der Oberfläche des Prüflings (2) unter verschiedenen Winkeln verlaufen, und

5.2 Konzentration mehrerer Strahlenverläufe (6) auf einen kleinen Bereich des Prüflings (2) erfolgen kann,

6 die Speicherung der Abgreifabläufe und der dafür erforderlichen Steuerkommandos in einer programmierbaren Einheit (9) erfolgt,

6.1 um die Steuereinheiten (9.b, 9.c) mittels der programmierbaren Einheit (9) direkt zu Steuern, oder

6.2 um die Positionier- und Ablenkeinheiten (5, P1, P2, P3, P4, P5) mittels der programmierbaren Einheit (9) direkt zu Steuern,

7 die Auswertung und/oder Aufbereitung der ermittelten Informationen (12.c) mittels einer Auswerteeinheit (12) erfolgt,

7.1 um im Fehlerfall bzw. bei Feststellen von Abnormalitäten entscheiden zu können, ob

7.1.1 eine Warnanzeige initiiert wird und/oder

7.1.2 eine Änderung im Prüfablauf vorgenommen wird.
Prüfvorrichtung (1) zur optischen Prüfung von optischen Datenträgern und/oder optischen Speichermedien (CD's und DVD's) mit

1 einer Aufnahmevorrichtung (3) zur exakten Justage des kreisrunden Prüflings, bezüglich der Abtasteinheit (4),

2 einem Verstellmechanismus (5), welcher eine Positionsveränderung oder eine Änderung des Strahlenverlaufs (6) zwischen Prüfling (2) und Abtasteinheit (4) ermöglicht,

3 einer Abtasteinheit (4), welche mittels einem Halbleiterlaser, vorzugsweise in einem kontinuierlichem Betriebsmodus (CW, 4.f), betrieben wird, und

4 einer Auswerteeinheit (12) zur Auswertung und/oder Aufbereitung der ermittelten Informationen (12.c),

dadurch gekennzeichnet, dass

5 die Prüfvorrichtung (1) über mindestens zwei Abtasteinheiten (4) und Strahlenverläufe (6) verfügt, die auf den Prüfling gerichtet sind, und

5.1 die Strahlenverläufe (6) mittels Positioniereinheiten (5), welche auf die Abtasteinheit (4) und Aufnahmevorrichtung (3) einwirken, relativ zum Prüfling (2) umgelenkt werden, sodass mindestens zwei Strahlenverläufe (6) jeweils bezüglich der Oberfläche des Prüflings unter verschiedenen Winkeln verlaufen,

5.2 wobei sich mehrere Strahlenverläufe auf einen kleinen Bereich konzentrieren lassen,

6 die Prüfvorrichtung (1) über eine programmierbare Einheit (9) zur Speicherung der Abgreifabläufe und/oder die dafür erforderlichen Steuerkommandos verfügt, mittels dieser die

6.1 direkte Steuerung der Steuereinheiten (9.b, 9.c) erfolgt, und/oder

6.2 direkte Steuerung der Positionier- und Ablenkeinheiten (5, P1, P2, P3, P4, P5) erfolgt,

7 die Prüfvorrichtung (1) über eine Auswerteeinheit (12) verfügt,

7.1 um im Fehlerfall bzw. bei Feststellen von Abnormalitäten entscheiden zu können, ob

7.1.1 eine Warnanzeige initiiert wird und/oder

7.1.2 eine Änderung im Prüfablauf vorgenommen wird.






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