JPH03125316A - 磁気ヘッドの姿勢検出装置 - Google Patents

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ＶＴＲヘッド等の磁気ヘッドの姿勢を検出する
装置に係わり、特に、干渉縞波形のピーク間距離を計測
して磁気ヘッドの頂点位置を正確に求めることのできる
磁気ヘッドの姿勢検出装置に関す°るものである。

「従来の技術」 ビデオテープレコーダー等の磁気記憶装置には、ギャッ
プを有する磁気ヘッドが使用されていた。

この磁気ヘッドは、走行する磁気テープと正しい姿勢で
密着させる必要があり、この収り付は調整のなめには、
ヘッド頂点位置を正確に検出する必要がある。特にＶＴ
Ｒではシリンダーにヘッドを取り付けた回転ヘッドが採
用されており、極めて高精度にヘッドの姿勢調整を行う
必要がある。これらの調整は熟練の作業者が、ヘッド部
を拡大したモニタを見ながら手動により行っていた。

「発明の解決しようとする課題」 しかしながら上記従来の手動によるヘッドの姿弁調整方
法は、熟練した作業者を多数必要とし、調整時間が多く
かかるので、作業性が極めて悪くコスト高の原因となる
という同趙点があった。更に作業誤差が避けられないの
で、高精度を要求される磁気ヘッドの取り付は姿勢調整
には、精度不足であった。このため、ヘッドの頂点位置
を自動的に検出することのできるシステムの誕生が熱望
されていた。

［課題を解決するための手段」 本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、磁気ヘッド
に対向させて配置された干渉対物光学手段と、この干渉
対物光学手段に現れた画像を撮像するための撮像手段と
、この＠像手段の出力信号の山ビークを検出するための
山ピーク検出手段と、前記撮像手段の出力信号の谷ピー
クを検出するための谷ピーク検出手段と、前記山ビーク
検出手段で検出された山ビークのピーク間距離を測定す
るためのピーク間距離検知手段と、前記谷ピーク検出手
段で検出された谷ピークのピーク間距離を測定するため
の谷ピーク間距離検知手段と、前記山ピーク間距離検知
手段と前記谷ピーク間距離検知手段とで検知された山ビ
ーク間距離及び谷ピーク間距離のうち、最大のピーク間
距離を選択し、その最大ピーク間距離の中央部を演算す
るヘッド頂点演算手段とから構成されている。

「作用」 以上の様に構成された本発明は、干渉対物光学手段が、
磁気ヘッドの表面部を受光して干渉縞を形成する。そし
て撮像手段が、干渉対物光学手段に現れた画像を撮像し
、山ピーク検出手段及び谷ピーク検出手段とが、撮像手
段の出力信号の山ピーク及び谷ピークを検出する。更に
、山ピーク間距離検知手段及び谷ピーク間距離検知手段
が、それぞれのピーク間距離を検出する。そしてヘッド
頂点演算手段が、山ビーク間距離検知手段と谷ピーク間
距離検知手段とで検知されな山ビーク間距離及び谷ピー
ク間距離のうち、最大のピーク間距離を選択し、その最
大ピーク間距離の中央値をヘッド頂点と決定することが
できる。

「発明の原理」 本発明の原理を第２図〜第４図に基づいて説明する。本
発明を実現するためには第２図に示す様に、干渉対物手
段１と、撮像手段２と、演算手段Ａとを備える必要があ
る。ここでは、干渉対物手段１に干渉対物レンズ１０を
採用し、撮像手段２にはＣＣＤ等から構成されたイメー
ジセンナ２０を使用した例で説明する９ ＶＴＲヘッド１００等の磁気ヘッドは、製造の仕上げ段
階で表面研磨が施され、ギャップ近傍位置を頂点として
略球形に仕上げられている。そこで、ＶＴＲヘッド１０
０に対向し、干渉対物手段に対して共役な位置に干渉対
物レンズ１０を載置し、イメージセンサ２０を第３図に
示す様な略中央位置に配置すると、イメージセンサ２０
で撮像される画像は、第４図（ａ）の様に円に近似させ
ることができる。ここで干渉対物レンズ１０は、干渉縞
を作成するためのリファレンスミラー１１と、光源１２
とが備えられている。従ってＶＴＲヘッド１００の円環
点では、その接線の傾きが最もリファレンスミラー１１
に接近することになり、形成された干渉縞波形のピーク
間距離が最も大きくなることになる。そこで第４図（ｂ
）に示すイメージセンサ２０の出力に基づいて、演算手
段Ａが山ピーク間距離と谷ピーク間距離のうち最大のも
のを検索し、その中間点を演算することにより、ＶＴＲ
ヘッド１００の頂点の位置を正確に求めることが゛でき
る。

「実施例」 本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例のＶＴＲヘッド姿勢検出装置は、第１図に示す
様に干渉対物光学手段１と、撮像手段２と、山ピーク検
出手段３と、谷ピーク検出手段４と、山ピーク間距離検
知手段５と、谷ピーク間距離検知手段６と、ヘッド頂点
演算手段７とがら構成されている。干渉対物光学手段１
は、ＶＴＲヘッド１００と対向して配置され、干渉縞を
生じさせるためのものである９本実施例の干渉対物光学
手段１には、第２図に示す様な干渉対物レンズ１０が採
用されている。この干渉対物レンズ１０は、リファレン
スミラー１１と光源１２とを備えており、リファレンス
ミラー１１で反射された光線により、干渉縞を生じさせ
ることができる。撮像手段２は、干渉対物レンズ１０に
現れた画像を撮像するもので、本実施例では、ＣＣＤセ
ンサから構成されたイメージセンサ２０が採用されてい
る。このイメージセンサ２０は、第３図に示す様にＶＴ
Ｒヘッド１００の略中央部を撮像する様になっている。

なお撮像手段２は、イメージセンサ２０に限ることなく
、何れの撮像素子を採用することができる。

山ピーク検出手段３は、撮像手段２の出力信号の山ピー
クを検出するものであり、谷ピーク検出手段４は、撮像
手段２の出力信号の谷ピークを検出するものである。山
ピーク間距離検知手段５は、山ピーク検出手段３で検出
された山ビークのピーク間距離を測定するものである。

谷ピーク間距離検知手段６は、谷ピーク間距離を測定す
るものである。ヘッド頂点検出手段７は、山ピーク間距
離検知手段５と谷ピーク間距離検知手段６とで検知され
た山ピーク間距離及び谷ピーク間距離のうち、最大のピ
ーク間距離を選択し、その最大ピーク間距離の中間点を
演算してＶＴＲヘッド１００の頂点を求めることができ
る。

なお、山ビーク検出手段３と、谷ピーク検出手段４と、
山ピーク間距離検知手段５と、谷ピーク間距離検知手段
６と、ヘッド頂点演算手段７とから演算手段Ａが構成さ
れる。

次に第５図に基づいて、演算手段Ａの具体的構成を説明
する。演算手段Ａの入力側Ｇこはイメージセンナ２０が
接続され、このイメージセンサ２゜には、駆動回路２１
が取り付けられている。イメージセンサ２０の出力信号
は、山ピーク検出手段３と谷ピーク検出手段４とに入力
される。山ピーク検出手段３は、第１のアンプ３１と第
１のダイオード３２と第１のコンデンサ３３とから構成
されている。第１のダイオード３２は順方向になってお
り、ピーク保持用コンデンサである第１のコンデンサ３
３を充電し、山ビーク電圧を保持することができる。谷
ピーク検出手段４は、第２のアンプ４１と第２のダイオ
ード４２と第２のコンデンサ４３とから構成されている
。第２のダイオード４２は逆方向になっており、ピーク
保持用コンデンサである第２のコンデンサ４３を充電し
、谷ピーク電圧を保持することができる。

山ピーク間距離検知手段５は、タイマー５１とレジスタ
５２とレジスタ５３とから構成されている。山ビーク間
距離検知手段５は、山ピーク検出手段３で検出された山
ピーク信号と、次に現れた山ビーク信号との時間差を測
定することにより、山ビーク間距離を求める様になって
いる。山ビーク検出手段３が山ピークを検出すると、山
ピーク信号をタイマー５１に送出する。タイマー５１は
時間を積算し、次の山ピーク信号が入力されると、時間
の積算を停止し、山ピーク間の時間差を測定することが
できる。即ち、山ピーク間の距離を測定することになる
。タイマー５１は、更に山ピーク信号をレジスタ５２及
びレジスタ５３に記憶させることができるや同様に谷ピ
ーク間距離検知手段６は、タイマー６１とレジスタ６２
とレジスタ６３とから構成されている。谷ピーク間距離
検知手段６は、谷ピーク検出手段４で検出された谷ビー
ク信号と、次に現れた谷ピーク信号との時間差を測定す
ることにより、谷ピーク間距離を求める様になっている
。谷ピーク検出手段４が谷ピークを検出すると、谷ピー
ク信号をタイマー６１に送出する。タイマー６１は時間
をｇｔ算し、次の谷ピーク信号が入力されると、時間の
積算を停止し、谷ビー゛り間の時間差を測定することが
できる。即ち、谷ピーク間の距離を測定することになる
。タイマー６１は、更に谷ピーク信号をレジスタ６２及
びレジスタ６３に記憶させることができる。

ヘッド頂点演算手段７は、比較器７１と最大値レジスタ
７２とマルチプレクサ７３とラッチ７４とから構成され
ている。比較器７１は、山ピーク間距離検知手段５又は
谷ピーク間距離検知手段６に備えられたタイマー５１又
はタイマー５２が検知したピーク間距離と、最大値レジ
スタ７２に記憶されたデータとの比較を行うものである
。比較器７１は、入力されたピーク間距離の方が、最大
値レジスタ７２に記憶されたデータより大きい場合には
、最大値レジスタ７２のデータを消去し、入力されたピ
ーク間距離を最大値レジスタ７２に記憶させる。この動
作を求められたピーク間距離について全て実行すると、
最大ピーク間距離を選択することができる。そして最大
ピーク間距離が得られたならば、ヘッド頂点位置を求め
る。このヘッド頂点位置は最大ピーク間距離の中間値で
あるから、この中間値を求めなければならない。そこで
最大ピーク間距離が山ピークである場合には、その最大
ピーク間となる山ピーク信号をレジスタ５２又はレジス
タ５３からマルチプレクサ７３に取り込み、ラッチ７４
により２個の山ビーク信号の中間点でラッチすれば、Ｖ
ＴＲヘッド１００の頂点となる位置信号を得ることがで
きる。同様に最大ピーク間距離が谷ピークである場合に
は、その最大ピーク間距離となる谷ピーク信号をレジス
タ６２又はレジスタ６３からマルチプレクサ７３に取り
込み、ラッチ７４により２個の谷ピーク信号の中間点で
ラッチすれば、ＶＴＲヘッド１００の頂点となる位置信
号を得ることができる。

次に、第６図と第７図に基づいて本実施例の動作を説明
する９式ず、ステップｌ（以下Ｓ１と略する）でヘッド
１００の頂点位置の検出を開始する。次に、Ｓ２で中央
線データを抽出する。即ち、イメージセンサ２０により
第３図に示すヘッド１００の中央線部のデータを読み取
る。このデータの波形は、第６図の■に示す波形である
０次に８３で、°山ビーク及び谷ピークを検出する。即
ち山ビークは第６図の■の様にパルスが現れ、谷ピーク
は第６図の■の様なパルスが現れる。そしてＳ４では、
山ビーク間隔及び谷ピーク間隔を、それぞれのパルスの
時間差から測定する。更にＳ５では、山ビーク間隔及び
谷ピーク間隔の中で、最大となるピーク間隔を判別する
。干渉対物レンズｌＯにおける干渉縞間隔が最大となる
点がＶＴＲヘッドの頂点であるから、Ｓ６で、最大とな
るピーク間隔の中央点を演算し、これを頂点とする。こ
れは第６図に示す様に、最大ピーク間距離となる２つの
パルスの中間位置を■のラッチ信号でラッチし、位置信
号■を収り出す様に構成されている。

この結果、リセットパルス間での最大ピーク間距離を求
めることができ、更に、この中間点からＶＴＲヘッド１
００の頂点を検出することができる。

そしてＳ７において頂点の位置が、ＶＴＲヘッドの設計
上、許容される範囲内に収まっているか判断し、収まっ
ている場合には、Ｓ８で測定を終了する９なおＳ７で頂
点の位置が所定の範囲以外になっている時は、Ｓ９に進
み、ヘッドの傾き調整作業をやり直し、再びＳ２に戻っ
てヘッドの頂点位置の検出を続行する９そして、その修
正後の頂点位置が８７で所定範囲に収まっている場合に
は、Ｓ１０で検査を終了する様になっている。

以上の様に構成された本実施例は、ＶＴＲヘッドの頂点
位置を作業者の視認に頼ることなく、自動的に行うこと
ができるという効果がある。

そして本実施例をヘッドの傾き調整作業手段と連続して
実施すれば、検査と調整作業を一連して行うことができ
、作業能率が飛躍的に向上するという効果がある。

なお、本発明はＶＴＲヘッド１００のみでなく、デジタ
ルオーディオテープレコーダー（ＤＡＴ）、フロッピデ
ィスクドライブ（ＦＤＤ）　、ハードディスク（ＨＤＤ
）のヘッドの頂点位置測定にも応用することができる。

「効果ｊ 以上の様に構成された本発明は、干渉対物光学手段と、
この干渉対物光学手段に現れた画像を撮像するための撮
像手段と、この撮像手段の出力信号の山ピークを検出す
るための山ピーク検出手段と、谷ピーク検出手段と、前
記山ピーク検出手段で検出された山ピークのピーク間距
離を測定するためのピーク間距離検知手段と、谷ピーク
間距離検知手段と、前記山ピーク間距離検知手段と煎記
谷ビーク間距離検知手段とで検知された山ビーク間距離
及び谷ピーク間距離のうち、最大のピーク間距離を選択
し、その最大ピーク間距離の中央部を演算するヘッド頂
点演算手段とから構成されているので、ヘッドの頂点位
置を作業者の目測によることなく、自動的に行うことが
できるという効果がある。そしてヘッドの取り付は調整
作業を自動化することができるので、作業能率が向上し
、コストダウンを図ることができるという卓越した効果
がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図は本実施例の
構成を示す図であり、第２図は干渉対物レンズを使用し
た実施例を説明する図、第３図はイメージセンサの撮像
範囲を説明する図、第４図はＶＴＲヘッドの表面とイメ
ージセンサの出力信号の関係を説明する図、第５図は演
算手段Ａの構成を示す図、第６図は演算手段Ａの動作タ
イミングチャートを示す図であり、第７図はヘッド頂点
の測定方法を説明する図である。 ５２　・　・ ６　・　・　・ ６１　・　・ ６２　・　・ ７　・　・　・ ７１　・　・ ７２　・　・ ７３・　・ ７４　・　・ １０　・　・ ２０　・　・ １００　・ レジスタ　　５３・・レジスタ 谷ビーク間隔検知手段 タイマー レジスタ　　６３・ ヘッド頂点演算手段 比較器 最大値レジスタ マルチプレクサ ラッチ 干渉対物レンズ イメージセンサ ＶＴＲヘッド ・レジスタ 干渉対物光学手段 撮像手段 山ピーク検出手段 谷ピーク検出手段 山ビーク間隔検知手段 タイマー 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気ヘッドに対向させて配置された干渉対物光学
   手段と、この干渉対物光学手段に現れた画像を撮像する
   ための撮像手段と、この撮像手段の出力信号の山ピーク
   を検出するための山ピーク検出手段と、前記撮像手段の
   出力信号の谷ピークを検出するための谷ピーク検出手段
   と、前記山ピーク検出手段で検出された山ピークのピー
   ク間距離を測定するための山ピーク間距離検知手段と、
   前記谷ピーク検出手段で検出された谷ピークのピーク間
   距離を測定するための谷ピーク間距離検知手段と、前記
   山ピーク間距離検知手段と前記谷ピーク間距離検知手段
   とで検知された山ピーク間距離及び谷ピーク間距離のう
   ち、最大のピーク間距離を選択し、その最大ピーク間距
   離の中央部を演算するヘッド頂点演算手段とからなる磁
   気ヘッドの姿勢検出装置。