JPS6287804A - Apparatus for measuring floating quantity of magnetic head - Google Patents

Apparatus for measuring floating quantity of magnetic head

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JPS6287804A
JPS6287804A JP22684785A JP22684785A JPS6287804A JP S6287804 A JPS6287804 A JP S6287804A JP 22684785 A JP22684785 A JP 22684785A JP 22684785 A JP22684785 A JP 22684785A JP S6287804 A JPS6287804 A JP S6287804A
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JP
Japan
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magnetic head
flying height
image
interference fringes
measurement
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Application number
JP22684785A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Terajima
寺島 精一郎
Yoshinori Takeuchi
芳徳 竹内
Shinichi Kaneko
真一 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to measure the floating quantity of a magnetic head, by forming either one of a plurality of information recording medii and the magnetic head from a transparent body and directing a plurality of lights between both of them to measure a generated interference fringe. CONSTITUTION:Magnetic head sliders 6-1-6-4 are inserted between transparent glass disks 5-1, 5-2 and a plurality of lights are successively directed from a light source part 121 to generate interference fringes. These interference fringes are converted to electric signals by photoelectric converter parts (cameras) 131-1-131-4 and an image is frozen on a frame memory 17 to perform the positional detection of slider rails. These positional informations are obtained and brightness data of all of cameras and all of wavelengths are transmitted to an access memory 20. Next, the operational processing of image data based on brightness data is performed to calculate a peak position and an edge position. Thereafter, degree discrimination is performed to the surfaces of the slider rails to calculate floating quantity at the peak position. All of the floating quantities are subjected to least square approximation by a n-degree formula to calculated a floating quantity curve and the quantity at the edge position is measured as the floating quantity of a magnetic head part.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、磁気ヘッド浮上量測定装置に係り、情報記録
装置1例えば、磁気ディスク装置、VTR。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a magnetic head flying height measuring device, and is applicable to an information recording device 1 such as a magnetic disk device or a VTR.

フロッピー装置等における磁気ヘッドスライダの浮上量
を、特に高速、高精度に自動測定するのに好適な磁気ヘ
ッド浮上量測定装置に関するものである。
The present invention relates to a magnetic head flying height measuring device suitable for automatically measuring the flying height of a magnetic head slider in a floppy device or the like, particularly at high speed and with high precision.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、回転ディスク装置におけるヘッド浮上量測定装置
については、I EEE Transactionso
n Magnetics (磁気学会報) 、 Vol
、λfAG−12゜& 6 、 November 1
976 、 P、 725記載のリポートに見られるよ
うに、目視測定であり、干渉色から浮上量を求めている
Conventionally, regarding a head flying height measurement device for a rotating disk device, IEEE Transactions
n Magnetics, Vol.
, λfAG-12゜&6, November 1
As seen in the report described in No. 976, P., and No. 725, this is a visual measurement, and the flying height is determined from the interference color.

このため、高速測定には不向きで測定精度も不十分なも
のであった。
For this reason, it was unsuitable for high-speed measurements and had insufficient measurement accuracy.

次に、同様の原理を磁気へラドスライダに適用した従来
技術の例を説明する。
Next, an example of a prior art technique in which the same principle is applied to a magnetic rad slider will be described.

一般に、磁気ディスク装置の磁気へラドスライダは、高
速回転する磁気ディスクの表面に対して流体力学的なく
さび力の作用によりサブミクロンオーダのスペーシング
すなわち隙間を保って浮上している。この隙間を浮上量
という。
In general, a magnetic disk slider of a magnetic disk device floats while maintaining a spacing, that is, a gap on the order of submicrons, by the action of a hydrodynamic wedge force against the surface of a magnetic disk rotating at high speed. This gap is called the flying height.

この浮上量を安定に保持した磁気ヘッドユニットである
ことを全数検査して確認することが、磁気ディスク装置
の信頼性確保のために必要不可欠の条件である。
It is an essential condition for ensuring the reliability of a magnetic disk device to thoroughly inspect and confirm that the magnetic head unit maintains this flying height stably.

第10図は、従来の浮上量測定装置の略示構成図であり
、従来から行われている光干渉法を用いた測定方法の原
理を示している。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a conventional flying height measuring device, and shows the principle of a conventional measuring method using optical interferometry.

第10図により、磁気ディスク装置の磁気ディスクを模
擬したガラスディスクとスライダとの間で空気力によシ
浮上する微小隙間を測定する場合について説明する。
With reference to FIG. 10, a case will be described in which a minute gap floating by air force between a glass disk simulating a magnetic disk of a magnetic disk device and a slider is measured.

1は、広帯域の波長を含む白色光源、2は、白色光源1
に対設されたフィルタ、3はカメラ、4は、フィルタ2
およびカメラ3に対設されたノ・−フミラー、5′は、
ハーフミラ−4からの光束を入射するガラスディスクで
ある。6′は、ガラスディスク5′と対向して設置され
たスライダであり、5’a 、  6’bはエツジ部を
示す。
1 is a white light source including a broadband wavelength; 2 is a white light source 1
3 is the camera, 4 is the filter 2
And the no-f mirror 5' installed opposite to camera 3 is:
This is a glass disk into which the light flux from the half mirror 4 is incident. 6' is a slider installed facing the glass disk 5', and 5'a and 6'b indicate edge portions.

上記フィルタ2は、白色光源1からの光を単色光の光束
となし、この光束の一部はハーフミラ−4によりガラス
ディスク5′に入射し、このうちの一部がガラスディス
ク5′の裏面で反射し、残りの一部がスライダ6′によ
り反射する。スライダ6′の表面からの反射光とガラス
ディスク5′の裏面からの反射光とにより干渉縞が発生
し、この干渉縞をハーフミラ−4を介してカメラ3によ
り観察する。カメラ3にはITVカメラを使用し、TV
モニタ上の干渉像から目視により浮上量を算出する。
The filter 2 converts the light from the white light source 1 into a monochromatic luminous flux, and a part of this luminous flux is incident on the glass disk 5' through the half mirror 4, and a part of this is incident on the back surface of the glass disc 5'. The remaining part is reflected by the slider 6'. Interference fringes are generated by the light reflected from the front surface of the slider 6' and the light reflected from the back surface of the glass disk 5', and these interference fringes are observed by the camera 3 through the half mirror 4. ITV camera is used for camera 3, and TV
The flying height is calculated visually from the interference image on the monitor.

従来は、このように写真記録または目視によりスライダ
6′面上の干渉縞の位置を読み取り浮上量を求めていた
が、この方法では、(1)手間と時間がかかる、(2)
干渉縞の次数判別が直接的にできない、(3)測定精度
が悪いなどの問題があった。
In the past, the flying height was determined by reading the position of the interference fringes on the slider 6' surface by photographic recording or visual inspection, but this method (1) is time-consuming and labor-intensive; (2)
There were problems such as the inability to directly determine the order of interference fringes and (3) poor measurement accuracy.

また、上記の方法とは別に、白色光を照射して反射光の
干渉縞像をカラーカメラにより観察して干渉色により次
数判別と浮上量を同時に決定する方法がある。これも、
測定精度に限界があり、測定に時間を要するものであっ
た。
In addition to the above method, there is a method in which white light is irradiated and interference fringe images of the reflected light are observed with a color camera, and order discrimination and flying height are determined simultaneously based on the interference color. This too,
There are limits to measurement accuracy, and measurement takes time.

最近の磁気ディスク装置の大容量化にともない。With the recent increase in the capacity of magnetic disk devices.

記録密度が向上し、磁気へラドスライダと磁気ディスク
など情報記録媒体との間のスペーシングはますます小さ
く、かつ、安定性が要求されている。
As recording density improves, the spacing between the magnetic disk slider and the information recording medium such as a magnetic disk is required to be smaller and more stable.

そこで、磁気ディスク装置など情報記録装置の信頼性を
確保する上から、スペーシング測定の高精度化と精密化
、それに測定時間の短縮と自動化が重要な課題となって
きた。
Therefore, in order to ensure the reliability of information recording devices such as magnetic disk drives, it has become important to improve the accuracy and precision of spacing measurements, shorten measurement time, and automate them.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、従来技術の実状に鑑みてなされたもので、回
転する情報記録媒体と磁気ヘッドとのスペーシング、す
なわち磁気ヘッド浮上量を、高精度、かつ高速に自動測
定しうる磁気ヘッド浮上量測定装置の提供を、その目的
としている。
The present invention has been made in view of the actual state of the prior art, and is capable of automatically measuring the spacing between a rotating information recording medium and a magnetic head, that is, the flying height of a magnetic head with high precision and high speed. Its purpose is to provide measuring equipment.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明に係る磁気ヘッド浮上量測定装置の構成は、 情報記録媒体と磁気ヘッドのいずれか一方を透明体とし
て、複数の測定部に係る情報記録媒体。
The structure of the magnetic head flying height measuring device according to the present invention is as follows: Either the information recording medium or the magnetic head is a transparent body, and the information recording medium has a plurality of measurement units.

磁気ヘッド間のスペーシングを、光干渉による干渉縞か
ら測定する磁気ヘッド浮上量測定装置であって、 多波長を有し、光量むら平滑化手段を具備する光源部と
、白色光および複数の単色光に波長を切換える波長可変
手段と、複数の測定部に対して同時に干渉縞を発生させ
てこれを結像するレンズ系と、干渉縞を電気信号に変換
する複数の光電変換部とからなる光学系と。
A magnetic head flying height measurement device that measures the spacing between magnetic heads from interference fringes caused by optical interference, which includes a light source section that has multiple wavelengths and is equipped with a means for smoothing unevenness in light amount, and a white light and a plurality of monochromatic lights. An optical system consisting of a wavelength variable means that changes the wavelength of light, a lens system that simultaneously generates interference fringes on multiple measurement units and forms an image of the interference fringes, and multiple photoelectric conversion units that convert the interference fringes into electrical signals. With the system.

前記複数の光電変換部からの出力信号を順次切換える切
換え回路と。
a switching circuit that sequentially switches output signals from the plurality of photoelectric conversion units;

前記複数の測定部に対してまず前記光学系により白色光
を照射し、前記複数の光電変換部が出力する前記測定部
の画像を入力し、その画像の輪郭検出により当該測定部
の位置検出を行うようにし、次いで位置検出結果である
位置情報を用いて、前記波長可変手段による波長変化を
行いながら、順次各波長における前記複数の測定部の特
定位置に発生する干渉縞の輝度データを入力して、前記
各波長における前記複数の光電変換部からの輝度データ
による画像データを記憶する、前処理回路を有スるフレ
ームメモリと、これら干渉縞の輝度データによる画像デ
・−夕から、前記複数の測定部にある磁気ヘッドのエツ
ジ位置検出、前記干渉縞の輝度データの明部と暗部のピ
ーク位置検出、そのピーク位置のノイズの除去によるピ
ーク位置の補正、前記光学系の光学ひずみの補正、およ
び前記干渉縞の次数判別を行って磁気ヘッド浮上量的線
を求め、その曲線から特定位置の磁気ヘッドの浮上量を
算出する演算制御手段とを備えた画像処理装置と、 前記演算制御手段の指令で、前記情報記録媒体。
First, the plurality of measurement sections are irradiated with white light by the optical system, the images of the measurement sections output by the plurality of photoelectric conversion sections are input, and the position of the measurement sections is detected by detecting the outline of the image. Then, using the position information that is the position detection result, while changing the wavelength by the wavelength variable means, input brightness data of interference fringes generated at specific positions of the plurality of measurement units at each wavelength in sequence. A frame memory having a preprocessing circuit that stores image data based on brightness data from the plurality of photoelectric conversion units at each of the wavelengths, and image data based on the brightness data of these interference fringes. detecting the edge position of the magnetic head in the measuring section; detecting the peak positions of bright and dark parts of the brightness data of the interference fringes; correcting the peak position by removing noise at the peak position; correcting optical distortion of the optical system; and an arithmetic control means for determining the order of the interference fringes to obtain a magnetic head flying height line and calculating the flying height of the magnetic head at a specific position from the curve; At the command, the information recording medium.

磁気ヘッド、および前記光学系を制御する制御手段とか
らなるものである。
It consists of a magnetic head and a control means for controlling the optical system.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下1本発明の一実施例を第1図ないし第9図を参照し
て説明する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 9.

まず、第1図は、本発明の一実施例だ係る磁気ヘッド浮
上量測定装置の構成図、第2図は、第1図の光学系を示
す詳細図で、(a)は構成図、(1))はフィールドレ
ンズの拡大図、(C)はフィルタテーブルの拡大正面図
である。
First, FIG. 1 is a block diagram of a magnetic head flying height measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed diagram showing the optical system of FIG. 1, and (a) is a block diagram; 1)) is an enlarged view of the field lens, and (C) is an enlarged front view of the filter table.

第1図において、5−1.5−2は、記録媒体に係る磁
気ディスクを透明体にしてモデル化したガラスディスク
、6−1. 6−2. 6−3.6−4は、測定対象と
なる複数の磁気へラドスライダを示す。すなわち、本実
施例では、4組の磁気へラドスライダ6−1. 6−2
. 6−3. 6−4を2枚のガラスディスク5−1.
5−2間に挿入して。
In FIG. 1, 5-1.5-2 is a glass disk modeled by using a transparent magnetic disk as a recording medium, and 6-1. 6-2. 6-3.6-4 indicates a plurality of magnetic RAD sliders to be measured. That is, in this embodiment, four sets of magnetic RAD sliders 6-1. 6-2
.. 6-3. 6-4 with two glass disks 5-1.
Insert it between 5-2.

ガラスディスク5−1.5−2の両側から同時にff1
11定する場合について説明する。
ff1 from both sides of glass disk 5-1.5-2 at the same time
11 will be explained below.

磁気ディスクスライダの数、ガラスディスクの構成等は
本実施例に限定されるものではないことを予め付記して
おく。
It should be noted in advance that the number of magnetic disk sliders, the configuration of the glass disk, etc. are not limited to the present embodiment.

ガラスディスク5−1.5−2は、スピンドル7に支持
されてモータ8で回転させられる。モータ8には、モー
タ8と同軸に回転検出器9が装着され、ガラスディスク
5−1.5−2の回転数を測定できるようになっている
The glass disk 5-1.5-2 is supported by a spindle 7 and rotated by a motor 8. A rotation detector 9 is attached to the motor 8 coaxially with the motor 8 so as to be able to measure the number of rotations of the glass disk 5-1, 5-2.

磁気へラドスライダ6−1. 6−2. 6−3゜6−
4はガイドアーム10に装着され、このガイドアーム1
0はロードアンロード機構11に直結して、測定指令に
応じてガラスディスク5−1゜5−2間にローディング
されて測定点に位置決めされる。
Magnetic Herad Slider 6-1. 6-2. 6-3゜6-
4 is attached to the guide arm 10, and this guide arm 1
0 is directly connected to the load/unload mechanism 11, and is loaded between the glass disks 5-1 and 5-2 in response to a measurement command and positioned at a measurement point.

ロードアンロード機構11の制御は、メカコントローラ
13により行われるもので、測定完了後は、ロードアン
ロード機構11によりガラスディスク5−1.5−2内
から磁気ヘソドスライダ6−1,6−2,6−3,6−
4を取り出す(アンローディング)。
The load/unload mechanism 11 is controlled by a mechanical controller 13. After the measurement is completed, the load/unload mechanism 11 moves the magnetic hesod sliders 6-1, 6-2, 6-3, 6-
Take out 4 (unloading).

ガラスディスク5−1.5−2に対向して左右2つの光
学系12−1.12〜2を配置して、複数(本例では4
個)の測定部に係るガラスディスク。
Two left and right optical systems 12-1.12-2 are arranged facing the glass disk 5-1.5-2, and a plurality of (in this example, four) optical systems 12-1.
glass disk related to the measurement part of

磁気へラドスライダ間に、干渉縞を同時に発生させ、光
電変換部131−1,131−2,131−3゜131
−4を用いて検出する。
Interference fringes are simultaneously generated between the magnetic herad sliders, and photoelectric conversion units 131-1, 131-2, 131-3° 131
-4 to detect.

次に、この光学系を第2図を参照してさらに詳細に説明
する。
Next, this optical system will be explained in more detail with reference to FIG.

第2図には、4組の光学系のうち光電変換部が131−
4の光学系を代表例として示してあシ、他の組はこれに
準する構成である。
In Figure 2, the photoelectric conversion unit is 131-1 out of the four optical systems.
The optical system No. 4 is shown as a representative example, and the other sets have similar configurations.

光源部121は、第2図(a)に示すように、多波長を
有し輝度の高いキセノンランプ120v%の発光光束を
、楕円反射光120−0でコールドミラー120−1を
介してフィールドレンズ120−2に集光する。
As shown in FIG. 2(a), the light source section 121 emits a luminous flux of 120v% from a xenon lamp with multiple wavelengths and high brightness through a field lens through a cold mirror 120-1 as elliptically reflected light 120-0. The light is focused on 120-2.

なお、ここにコールドミラー120−iば、可視光に十
分高い反射率を与え、不要の熱線に対して反射率を抑え
ることができるものである。
Note that the cold mirror 120-i can provide sufficiently high reflectance to visible light and suppress reflectance to unnecessary heat rays.

フィールドレンズ120−2は、光量むらを除くだめの
もので、光量むら平滑化手段として機能する。このフィ
ールドレンズ120−2は、第2図(b)K示すように
、−面(矢視面)にはす400程度の砂かけ加工を施し
、他面には半径28間のRを有する外径14履、長さ1
2m+のBK−7材(レンズ用耐熱材)の円柱形状のも
のである。
The field lens 120-2 is only for removing unevenness in light amount, and functions as a means for smoothing unevenness in light amount. As shown in FIG. 2(b)K, this field lens 120-2 has a sand coating process of about 400 mm on the negative surface (arrow side), and an outer surface with a radius of 28 mm on the other surface. Diameter 14, length 1
It has a cylindrical shape and is made of 2m+ BK-7 material (heat-resistant material for lenses).

なお、砂かけ加工の程度は≠400に限定されるもので
はなく、その形状(R1外径、長さ寸法)も上記数値に
限定されるものではない。
Note that the degree of sanding is not limited to ≠400, and the shape (R1 outer diameter, length dimension) is not limited to the above values.

フィールドレ/ズ120−2の出力光束は、コリメート
レンズ120−3により平行光束となシ、ミラー120
−4を介してフィルタテーブル122に導かれる。フィ
ルタを透過した平行光束は、ハーフミラ−124で光束
を2分割され、内周側と外周側の磁気へラドスライダを
照射する。
The output light beam of the field lens 120-2 is converted into a parallel light beam by the collimating lens 120-3, and then the output light beam from the mirror 120
-4 to the filter table 122. The parallel light beam that has passed through the filter is split into two by a half mirror 124, and the two are irradiated onto the magnetic fields of the inner and outer circumferential sides of the RAD slider.

第2図(a)では、そのうち外周側について示したもの
であり、ハーフミラ−124を経た光束は集光レンズ1
25.ハーフミラ−126を介して対物レンズ127.
光電変換部131−4の軸上に導かれ、対物レンズ12
7を介して平行光束として。
In FIG. 2(a), the outer peripheral side is shown, and the light flux passing through the half mirror 124 is directed to the condenser lens 1.
25. Objective lens 127 through half mirror 126.
The objective lens 12 is guided on the axis of the photoelectric conversion unit 131-4.
7 as a parallel beam of light.

ガラスディスク5−2.外周側の磁気ヘントスライダ6
−4の測定部を照射する。
Glass disk 5-2. Magnetic hent slider 6 on the outer circumference side
- Irradiate the measuring section of 4.

なお、内周側へ分割される光束は、ハーフミラ−124
’を経たのち同様の経路を進んで、ガラスディスク5−
2.内周側の磁気ヘッドスライダ6−3の測定部を照射
する。
Note that the luminous flux split toward the inner circumferential side is split by a half mirror 124.
' After passing through the same route, go through the glass disk 5-
2. The measuring portion of the magnetic head slider 6-3 on the inner circumferential side is irradiated.

測定部では、ガラスディスク5−2.磁気へラドスライ
ダ6−4間のスペーシング、すなわち磁気ヘッド浮上量
に対応した干渉縞が発生する。
In the measuring section, a glass disk 5-2. Interference fringes are generated corresponding to the spacing between the magnetic helad sliders 6-4, that is, the flying height of the magnetic head.

この干渉縞の反射光は、対物レンズ127.レンズ12
8,129,130を介してMO8型カメラである光電
変換部131−4に特定の倍率で結像する。この光電変
換部131−4は、干渉縞を電気信号に変換する。
The reflected light of this interference fringe is reflected by the objective lens 127. lens 12
8, 129, and 130, an image is formed at a specific magnification on a photoelectric conversion unit 131-4, which is an MO8 type camera. This photoelectric conversion section 131-4 converts interference fringes into electrical signals.

他の3組の光学系についても全く同様である。The same holds true for the other three sets of optical systems.

フィルタテーブル122の構成は、第2図(C)に示す
ように、白色光(波長λ0 )と複数の単色光(本実施
例でばλ1.λ2.λ3.λ4.λ5波長)を出力でき
るように、NDフィルタ122−0と干渉フィルタ12
2−1,122−2,122−3 。
As shown in FIG. 2(C), the configuration of the filter table 122 is such that it can output white light (wavelength λ0) and a plurality of monochromatic lights (wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, λ5 in this embodiment). ND filter 122-0 and interference filter 12
2-1, 122-2, 122-3.

122−4.122−5とをテーブル上に配設している
。フィルタテーブル122は、第1図に示すように駆動
モータ123によシ回転してそれぞれのフィルタを切り
換える。駆動モータ123はメカコントローラ13によ
り回転角度を制御される。
122-4 and 122-5 are arranged on the table. As shown in FIG. 1, the filter table 122 is rotated by a drive motor 123 to switch between the respective filters. The rotation angle of the drive motor 123 is controlled by the mechanical controller 13.

このように、本実施例では、白色光から複数の単色光に
順次波長を切換えることによシ、測定上最も効率的な干
渉縞の結像を可能にしている。
In this way, in this embodiment, by sequentially switching the wavelength from white light to a plurality of monochromatic lights, it is possible to image the most efficient interference fringes in terms of measurement.

光学系12−1.12−2で結像する干渉縞は4個所の
測定部に同時に発生する。こ画像信号は、第1図に示す
ように、切換回路14により順次切換えられて画像処理
装置15に取り込まれる。
Interference fringes imaged by the optical systems 12-1 and 12-2 are generated simultaneously at four measuring sections. As shown in FIG. 1, these image signals are sequentially switched by a switching circuit 14 and taken into an image processing device 15.

画像処理装置15は、A/D変換器16、フレームメモ
リ17、前処理回路18、演算制御手段に係るCPU1
9により構成されている。特にCPU19には、アクセ
スメモリ20が画像データのメモリのために確保されて
いる。
The image processing device 15 includes an A/D converter 16, a frame memory 17, a preprocessing circuit 18, and a CPU 1 related to arithmetic control means.
9. In particular, the CPU 19 has an access memory 20 reserved for storing image data.

21は、ガラスディスク5−1.5−2の防護カバーで
ある。
21 is a protective cover for the glass disk 5-1.5-2.

なお、本実施例では、第1図に示すように、光源部12
1が左右独立に配置されているが、1台の光源部を用い
、ハーフミラ−を介して光束を2系統に分割するように
してもよい。
In addition, in this embodiment, as shown in FIG.
1 are arranged independently on the left and right sides, but it is also possible to use one light source unit and divide the light beam into two systems via a half mirror.

ここで制御系各部の機能ないし動作を説明する。Here, the functions and operations of each part of the control system will be explained.

切換回路14は、光電変換部131−1,131−2゜
131−3,131−4からの画像をCPU19からの
指令で順次切換えるための回路である。
The switching circuit 14 is a circuit for sequentially switching images from the photoelectric conversion units 131-1, 131-2, 131-3, and 131-4 in accordance with a command from the CPU 19.

A/D変換器16は、前記の画像信号をディジタル信号
に変換するための回路である。
The A/D converter 16 is a circuit for converting the above image signal into a digital signal.

フレームメモリ17は%CPU19の指令により、前記
光電変換部131−1,131−2,131−3゜13
1−4から出力される画像を、画面が流れないように1
画面分フリーズして記憶させるメモリで。
The frame memory 17 is stored in the photoelectric conversion units 131-1, 131-2, 131-3°13 according to instructions from the CPU 19.
The image output from 1-4 is changed to 1 so that the screen does not flow.
A memory that freezes and stores the screen.

前処理回路18と結合されている。It is coupled to a preprocessing circuit 18 .

前処理回路18では、茨のことを行う。The preprocessing circuit 18 performs Ibara's operations.

1)フレームメモリ17上の画像、一般に横方向(X)
 512画素、縦方向(Y) 480画素からなる画像
に対して、X方向に間隔をあけてY方向にM本走査して
、そのラインの輝度データをCPU19内のアクセスメ
モリ20に転送する。その際、場合によっては、M本の
それぞれに対してm本走査してm本の加算平均としてア
クセスメモリ20に転送してもよい。
1) Image on frame memory 17, generally horizontal (X)
An image consisting of 512 pixels and 480 pixels in the vertical direction (Y) is scanned M lines in the Y direction at intervals in the X direction, and the luminance data of the line is transferred to the access memory 20 in the CPU 19. At this time, depending on the case, m scans may be performed for each of the M scans, and the average of the m scans may be transferred to the access memory 20.

2)CPU19からの位置情報(後述)によシ、Y方向
に間隔をあけてX方向にに本(本実施例では後述するよ
うに2本)走査し、そのラインの輝度データを、CPU
19内のアクセスメモリ20に転送する。その際、場合
によっては、に本のそれぞれに対してに本走査してに本
の加算平均としてアクセスメモリ20に転送してもよい
2) Based on the position information (described later) from the CPU 19, a line (in this embodiment, two lines as described later) is scanned in the X direction at intervals in the Y direction, and the brightness data of the line is sent to the CPU 19.
19 to the access memory 20. At this time, depending on the case, each book may be scanned separately and then transferred to the access memory 20 as an average of the books.

CPU19は、画像データ処理を行う。例えば。The CPU 19 performs image data processing. for example.

後述するエツジ検出、ピーク位置検出、ピーク位置補正
、光学ひずみ補正などの演算処理を、前記アクセスメモ
リ20のデータを直接呼び出して行う。
Arithmetic processing such as edge detection, peak position detection, peak position correction, and optical distortion correction, which will be described later, is performed by directly calling the data in the access memory 20.

メカコントローラ13は、CPU19の指令で動作し、
ロードア/ロード機構11の制御、フィルタテーブル1
22の回転角制御、すなわち駆動モータ123の駆動を
行う。
The mechanical controller 13 operates according to instructions from the CPU 19,
Control of load door/load mechanism 11, filter table 1
22, that is, drive the drive motor 123.

次に、このような構成の磁気ヘッド浮上量測定装置によ
る測定方法を、先の第1,2図に合わせ第3図ないし第
9図を参照して説明する。
Next, a measuring method using the magnetic head flying height measuring device having such a configuration will be explained with reference to FIGS. 3 to 9 in conjunction with FIGS. 1 and 2 above.

第3図は、第1図の装置による浮上量の測定手順を示す
フローチャート、第4図は、白色光によるレール位置検
出手順を示す説明図、第5図は。
FIG. 3 is a flowchart showing the procedure for measuring the flying height using the apparatus shown in FIG. 1, FIG. 4 is an explanatory diagram showing the procedure for detecting the rail position using white light, and FIG. 5 is an explanatory diagram showing the procedure for detecting the rail position using white light.

画像データの一例を示す線図で、(a)は白色光輝度デ
ータ、(b)は単色光(λ1)輝度データ、(C)は浮
上量曲線、第6図は、ピーク位置検出とピーク位置補正
の詳細を示す説明図、第7図は、光学ひずみ補正の説明
図、第8図は、次数判別方法を示す説明図、第9図は、
光学系の波長変化に対応した浮上量の分布を示す線図で
ある。
Diagrams showing an example of image data, (a) is white light brightness data, (b) is monochromatic light (λ1) brightness data, (C) is a flying height curve, and Figure 6 is peak position detection and peak position. FIG. 7 is an explanatory diagram showing the details of correction, FIG. 7 is an explanatory diagram of optical distortion correction, FIG. 8 is an explanatory diagram showing the order discrimination method, and FIG. 9 is an explanatory diagram showing the order determination method.
FIG. 3 is a diagram showing a distribution of flying height corresponding to a change in wavelength of an optical system.

以下の第3図の説明では、ガイドアーム10に磁気へラ
ドスライダ6−1. 6−2. 6−3. 6−4を装
着した複数の測定対象をヘッドユニットと呼ぶことにす
る。また、光電変換部13−1゜13−2.13−3.
13−4 を単にカメラ、磁気へラドスライダ6−1.
 6−2. 6−3. 6−4における磁気ヘッドを中
心として両側にあるスライダの平面部をスライダレール
面(干渉縞発生部)、磁気へラドスライダの位置検出を
レール位置検出と呼ぶ。
In the following description of FIG. 3, the guide arm 10 is equipped with a magnetic helide slider 6-1. 6-2. 6-3. The plurality of measurement objects equipped with the head unit 6-4 will be referred to as a head unit. In addition, photoelectric conversion sections 13-1, 13-2, 13-3.
13-4 is simply a camera, magnetic radar slider 6-1.
6-2. 6-3. The flat portions of the slider on both sides of the magnetic head in 6-4 are referred to as slider rail surfaces (interference fringe generating portions), and the position detection of the magnetic helad slider is referred to as rail position detection.

なお、このスライダレール面の詳細を第8図(a)。The details of this slider rail surface are shown in FIG. 8(a).

(b)に示す。第8図(a)、 (b)において、5は
ガラスディスク、6は磁気へラドスライダでアシ、第1
図に示したガラスディスク5−1.5−2、磁気へラド
スライダ6−1.6−2. 6−3. 6−4を代表す
るものとして示してるp、6aは磁気ヘッド、6bはス
ライダレール面を示している。
Shown in (b). In FIGS. 8(a) and (b), 5 is a glass disk, 6 is a magnetic helad slider, and the first
Glass disk 5-1.5-2, magnetic helad slider 6-1.6-2. 6-3. 6-4 is shown as a representative p, 6a is a magnetic head, and 6b is a slider rail surface.

第3図に示すように、まず、測定の前準備としてヘッド
ユニットをロードアンロード機構11に取付けてヘッド
ユニットをガラスディスク5−1゜5−2間にローディ
ングする。
As shown in FIG. 3, first, in preparation for measurement, the head unit is attached to the load/unload mechanism 11 and loaded between the glass disks 5-1 and 5-2.

測定点に位置決めされた時点から、アンローディングを
行いヘッドユニットを取外すまでの測定は、以下に説明
するように完全に自動化されている。
The measurement process from the time the device is positioned at the measurement point to the time of unloading and removal of the head unit is completely automated, as explained below.

メカコントローラ13によシスピントルアを回転し、ガ
ラスディスク5−1.5−2の回転数が測定回転数に達
し、測定点に位置決めされた時点で測定開始レディの信
号がCPU19に入力する。
The mechanical controller 13 rotates the system pin lure, and when the number of rotations of the glass disk 5-1, 5-2 reaches the measurement number of rotations and is positioned at the measurement point, a measurement start ready signal is input to the CPU 19.

CPU19では、メカコントローラ13を介してフィル
タテーブル122を制御してNDフィルター122−0
により白色光(波長λ0)を測定部に照射する。
The CPU 19 controls the filter table 122 via the mechanical controller 13 to output the ND filter 122-0.
irradiates the measuring section with white light (wavelength λ0).

白色光に対してCPUI 9は、切換え回路14を制御
し、カメラ+1(131−1)としてこの画像信号をA
/D変換したのち、フレームメモリ17に1画面記憶し
て画像をフリーズする。フリーズ画像に対して、前処理
回路18により後述するY方向に3ライン走査し、CP
U19で磁気へラドスライダ6−1の輪郭検出を行い、
スライダレール面6bの中心位置を検出するレール位置
検出を行う。
For white light, the CPU 9 controls the switching circuit 14 and converts this image signal into A as camera +1 (131-1).
After /D conversion, one screen is stored in the frame memory 17 and the image is frozen. The frozen image is scanned by three lines in the Y direction, which will be described later, by the preprocessing circuit 18, and the CP
U19 detects the contour of the magnetic herad slider 6-1,
Rail position detection is performed to detect the center position of the slider rail surface 6b.

このレール位置は、測定部の位置情報としてCPU19
内に保持される。
This rail position is sent to the CPU 19 as position information of the measuring section.
held within.

ここで、この白色光によるレール位置検出手順の詳細を
第4図を参照して説明する。
Here, details of the rail position detection procedure using white light will be explained with reference to FIG. 4.

第4図(a)に示すように、2つのスライダレール面に
対してX方向に間隔をあけてxl +  X2 +X3
の3ラインの輝度信号を入力して、その輝度データをC
PU19のアクセスメモリ20に転送する。
As shown in Fig. 4(a), xl + X2 + X3 is spaced in the X direction with respect to the two slider rail surfaces.
Input the luminance signals of 3 lines and convert the luminance data to C.
Transfer to the access memory 20 of the PU 19.

そこで、第4図(b)に示すように、CPU19でY方
向のエツジ位置の検出を行う。第4図(b)には第4図
(a)に示したX1ラインの輝度信号入力分について示
している。基準点からの各スライダレール面エツジの寸
法を図に示すように1.−1.とすれば、2つのスライ
ダレール面の中心位置は。
Therefore, as shown in FIG. 4(b), the CPU 19 detects the edge position in the Y direction. FIG. 4(b) shows the luminance signal input of the X1 line shown in FIG. 4(a). The dimensions of each slider rail surface edge from the reference point are 1. as shown in the figure. -1. Then, the center position of the two slider rail surfaces is.

それぞれ t1+42  −13+t4 で求められる。Each t1+42 -13+t4 is required.

これをxl t  x2 +  x3の各ラインに対し
て求めて直線近似する。
This is obtained for each line xl t x2 + x3 and approximated by a straight line.

レールセンタ中心線は、第4図(C)に示すように、y
=ax−)−bとして、1画面内のアドレス座標系X、
 Yに対して切片bl、勾配atとして検出される。第
4図(C)では、スライダレールが2本であるためh 
 (at *  bt  )t  (221b2 )で
ある。
The rail center center line is y as shown in Figure 4 (C).
=ax-)-b, address coordinate system X within one screen,
It is detected as an intercept bl and a slope at for Y. In Figure 4 (C), there are two slider rails, so h
(at*bt)t (221b2).

この(all  b、)を位置情報と呼ぶ。This (all b,) is called position information.

カメラ≠1での位置情報が求まると、次にカメラを+2
 (131−2)、+3(131−3)、す4 (13
1−4)と切換えて同様の処理を行い、全カメラによる
測定部の位置情報を求める。
Once the position information for camera ≠ 1 is found, then move the camera to +2
(131-2), +3 (131-3), Su4 (13
1-4) and performs the same process to obtain position information of the measurement units by all cameras.

白色光照射によるレール位置検出であるため、スライダ
レール表面の干渉光の輝度レベルを高くすることができ
る。したがって、単色光による干渉縞の暗部とY方向走
査位置が一致して発生するような検出ミスを完全に除去
することができ、これにより自動測定を可能にしたもの
である。
Since the rail position is detected by irradiating white light, the brightness level of the interference light on the slider rail surface can be increased. Therefore, it is possible to completely eliminate detection errors that occur when the dark part of the interference fringes caused by monochromatic light coincides with the scanning position in the Y direction, thereby making automatic measurement possible.

なお、Y方向の走査ライン数はX l r X2 v 
X3の3本に限定するものではない。
Note that the number of scanning lines in the Y direction is X l r X2 v
It is not limited to three X3.

位置情報がすべて4台のカメラに対して求められると、
今度はその位置情報を用いて必要ライン数にの輝度デー
タを取り込む。
When all location information is obtained for all four cameras,
This time, the position information is used to import luminance data for the required number of lines.

第3図において、白色光(波長λ0)にした状態でカメ
ラ4P1に戻って画像をフリーズし、画面内の(att
  b+ )を中心にしてにライン、図示しないが例え
ば4ライ/を順次取り込み、これを加算平均して4ライ
ン→1ラインの平均処理を行い、各スライダレール当り
1ラインの輝度データをCPU19内のアクセスメモリ
20に転送する。
In Fig. 3, return to camera 4P1 with white light (wavelength λ0), freeze the image, and (att
b+), the lines, for example 4 lines (not shown), are sequentially captured and averaged, and the average processing is performed from 4 lines to 1 line, and the luminance data of 1 line for each slider rail is stored in the CPU 19. Transfer to access memory 20.

これを全カメラに対して行う。これが第3図に示す画像
取込み1のステップである。
Do this for all cameras. This is the step of image capture 1 shown in FIG.

次に、メカコントローラ13によりフィルタテーブル1
220回転角を制御し、干渉フィルタ122−1を用い
て波長λlの単色光を照射し1画像取込み1のステップ
で示したと同様の処理を、白色光で求めた位置情報を基
にして行う。これが画像取込み2のステップで、波長λ
2.λ3゜λ4.λ、に対して、それぞれカメラを+1
から+4へ切換えながら各スライダンール当シ1ライン
の輝度データをCPU19内のアクセスメモリ20に転
送する。
Next, the mechanical controller 13 controls the filter table 1.
220 rotation angle is controlled, monochromatic light of wavelength λl is irradiated using the interference filter 122-1, and the same processing as shown in step 1 of capturing one image is performed based on the position information obtained using white light. This is the step of image acquisition 2, and the wavelength λ
2. λ3゜λ4. For λ, the camera is +1, respectively.
While switching from +4 to +4, the luminance data of one line per slider wheel is transferred to the access memory 20 in the CPU 19.

全カメラ、全波長の輝度データを取り込んだ時点で画像
取込みを完了する。
Image capture is completed when luminance data of all cameras and all wavelengths have been captured.

次に、これら輝度データによる画像データの演算処理を
行う。
Next, arithmetic processing is performed on image data using these luminance data.

取り込んだ画像データの一例を第5図に示す。An example of the captured image data is shown in FIG.

第5図(a)は、白色光による測定部の画像データを、
横軸に512画素のアドレス、縦軸に輝度をとって示し
ている。干渉縞の急激な変化部eが磁気ヘッドスライダ
のエツジ位置である。
Figure 5(a) shows the image data of the measuring section using white light.
The horizontal axis represents the address of 512 pixels, and the vertical axis represents the brightness. The abrupt change part e of the interference fringes is the edge position of the magnetic head slider.

第5図(b)は、波長λ1の単色光による測定部の画像
データを、横軸にアドレス、縦軸に輝度をとって示して
いる。矢印で示す極値pがピーク位置。
FIG. 5(b) shows image data of the measurement unit using monochromatic light of wavelength λ1, with address on the horizontal axis and brightness on the vertical axis. The extreme value p indicated by the arrow is the peak position.

eがエツジ位置である。e is the edge position.

第5図(a)、 (b)に示す画像データの干渉縞に対
して、第3図に示すように、エツジ位置検出、ピーク位
置検出、ピーク位置補正、光学ひずみ補正を行う。
As shown in FIG. 3, edge position detection, peak position detection, peak position correction, and optical distortion correction are performed on the interference fringes of the image data shown in FIGS. 5(a) and 5(b).

エツジ位置検出は、磁気へラドスライダのX方向の形状
を測定するための処理で、輝度変化の最大点をエツジ位
置と判定する。
Edge position detection is a process for measuring the shape of the magnetic slider in the X direction, and the maximum point of brightness change is determined to be the edge position.

ピーク位置検出は1画像データの極値を求めるものであ
る。
Peak position detection is to find the extreme value of one image data.

なお、白色光に対してのピーク位置検出は行わない。Note that peak position detection is not performed for white light.

第6図は、ピーク位置検出とピーク位置補正の詳細を示
す説明図で、横軸にアドレスすなわち位置、縦軸に輝度
をとって示した画像データの干渉縞を、(a)スムージ
ング、(b)輝度微分ピーク検出。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing the details of peak position detection and peak position correction, and shows the interference fringes of image data, where the horizontal axis is the address and the vertical axis is the brightness. ) Luminance differential peak detection.

(C)ノイズピーク除去、(d)ピーク位置補正の各手
法に分けて示したものである。
(C) Noise peak removal and (d) Peak position correction methods are shown separately.

まず、第6図(a)に示すように、処理前の線の細い凹
凸をスムージングによる平均化処理を行い、処理後の線
のように単純で滑らかな線に置き換える。スムージング
手法の一例を次式に示す。
First, as shown in FIG. 6(a), smoothing is performed to smooth out the thin unevenness of the line before processing and replace it with a simple and smooth line like the line after processing. An example of the smoothing method is shown in the following equation.

つづいて輝度の微分値=0の位置をピークと判定する輝
度微分ピーク検出を行う。第6図(b)で。
Subsequently, brightness differential peak detection is performed to determine the position where the brightness differential value=0 as the peak. In Figure 6(b).

■は、下のピークから上のピークへ上る線の範囲、eは
、上のピークから下のピークへ下る線の範囲で、X軸上
に矢印で示したのが、各ピーク検出位置である。
■ is the range of the line going up from the lower peak to the upper peak, e is the range of the line going down from the upper peak to the lower peak, and each peak detection position is indicated by an arrow on the X axis. .

このままでは、ノイズによる正しくないピーク位置が含
まれているのでノイズによるピークを除去する。これを
第6図(C)に示す。
As it is, incorrect peak positions due to noise are included, so the peaks due to noise are removed. This is shown in FIG. 6(C).

ノイズピーク除去方法には、スライスレベル方式とピー
ク形状判別方式があシ、いずれを採用してもよい。
As the noise peak removal method, either a slice level method or a peak shape discrimination method may be adopted.

スライスレベル方式は、輝度データの上のピーク、下の
ピークの各位に対して中心部分に一定の幅、すなわちノ
イズ除去ゾーンを設け、この範囲内のアドレスをもつピ
ーク位置をノイズピークとして自動的に除去する方法で
ある。(C)図でノイズビークとして示したものを除い
たピークが干渉縞ピークであり、X軸上に矢印で示した
のが、ノイズピークを除いた干渉縞ピーク位置である。
The slice level method sets a fixed width, or noise removal zone, in the center of each of the upper and lower peaks of luminance data, and automatically detects peak positions with addresses within this range as noise peaks. This is a method of removing it. The peaks excluding those shown as noise peaks in the figure (C) are the interference fringe peaks, and the positions of the interference fringe peaks excluding the noise peaks are indicated by arrows on the X-axis.

ピーク形状判別方式は、干渉縞パターンの交番的な対称
性に着目してノイズピークを判定する方式である。
The peak shape determination method is a method for determining noise peaks by focusing on the alternating symmetry of an interference fringe pattern.

第6図(C)の例では、両者の方式を採用している。In the example shown in FIG. 6(C), both methods are adopted.

第6図(C)で求めたピーク位置に対して、さらに第6
図(d)、 (e)に示すようにピーク位置補正を行う
For the peak position determined in Figure 6(C), further
Peak position correction is performed as shown in Figures (d) and (e).

(e)図は、(d)図のE部を拡大して示した詳細図で
ある。
(e) is a detailed enlarged view of section E in (d).

すなわち、第6図(C)で求めたピーク位置に対して、
さらにそれぞれのピーク位置を中心に、その近傍の±m
画素(例えば±20画素)をとって。
That is, with respect to the peak position determined in FIG. 6(C),
Furthermore, around each peak position, ±m in the vicinity
Take pixels (for example, ±20 pixels).

n次式による最小自乗近似を行って近似曲線を求め、こ
の極値を正しいピーク位置と判定する。
A least squares approximation is performed using an n-dimensional equation to obtain an approximate curve, and this extreme value is determined to be the correct peak position.

なお、本実施例ではn = 2である。Note that in this embodiment, n=2.

図から明らかなように、破線で示す検出ピーク位置は、
検出ピークの最大値の位置をとったものであるが、前記
の補正演算により一点鎖線で示す補正後の正しいピーク
位置が得られる。
As is clear from the figure, the detected peak position indicated by the broken line is
Although the position of the maximum value of the detected peak is taken, the correct peak position after correction shown by the dashed line can be obtained by the above-mentioned correction calculation.

以上のような手法により全波長、全スライダレール面上
の輝度データについてピーク位置およびエツジ位置を求
める・。
Using the method described above, the peak position and edge position can be found for all wavelengths and brightness data on all slider rail surfaces.

続いて、それぞれ求めたピーク位置、エツジ位置に対し
て、光学ひずみを補正する。
Next, optical distortion is corrected for each of the determined peak positions and edge positions.

光学ひずみ補正は、K7図に示すように、あらかじめ精
度のわかった格子を磁気へラドスライダの測定点に固定
して光学系で撮影したときの入力画像(第7図(a)参
照)から、光電変換面上の図形ひずみを含め全体の光学
ひずみを測定する。
As shown in Figure K7, optical distortion correction is performed by photoelectronically converting the input image (see Figure 7 (a)) obtained by fixing a grating whose accuracy is known in advance to the measurement point of the magnetic rad slider and photographing it with the optical system. Measure the entire optical distortion, including the geometric distortion on the conversion surface.

この測定結果から、本来正しく検出されるべき補正量を
全カメラについて求めておき1画像処理して検出したエ
ツジ位置、ピーク位置を修正する。
From this measurement result, correction amounts that should be correctly detected are determined for all cameras, and one image is processed to correct the detected edge positions and peak positions.

光学ひずみ測定値に対して、第7図中)に示すよう如、
測定値から、基準格子のひずみ量を2次関数近似したf
(y)= a y”+b y+c ナル補正量関数を算
出して、(a、b、C)から光学ひずみを補正すること
ができる。
For the optical strain measurement values, as shown in Figure 7),
From the measured values, f is a quadratic function approximation of the strain amount of the reference grid
(y)=a y''+b y+c It is possible to calculate the null correction amount function and correct optical distortion from (a, b, C).

換言すれば、光学ひずみを、n次式の近似曲線におきか
えて、この係数によシひずみを補正することができる。
In other words, the optical distortion can be replaced with an approximation curve of the n-th order equation, and the distortion can be corrected using this coefficient.

これによシ、補正のためのデータの記憶量を大幅に低減
できる。
This makes it possible to significantly reduce the amount of data stored for correction.

次に、以上のようにして全カメラ上の各スライダレール
面に対して、波長λ0からλ5までの輝度データに対し
て、エツジ位置検出、ピーク位置検出を行ったところで
、第3図に示すように、全カメラ上の各スライダレール
面に対して次数判別を行って各ピーク位置における浮上
量を求める。
Next, edge position detection and peak position detection were performed on the luminance data from wavelength λ0 to λ5 for each slider rail surface on all cameras as described above, and as shown in Figure 3. Next, the order is determined for each slider rail surface on all cameras to determine the flying height at each peak position.

次に次数判別法を第8図を参照して説明する。Next, the order discrimination method will be explained with reference to FIG.

第8図(→は、磁気へラドスライダ6とガラスディスク
5の対向した測定部の正面図であシ、6aは磁気ヘッド
を示している。
FIG. 8 (→ is a front view of the measurement section where the magnetic herad slider 6 and the glass disk 5 face each other, and 6a indicates the magnetic head.

第8図(b)は、干渉縞を発生するスライダレール面6
b、センタレール6Cを示す平面図である。
FIG. 8(b) shows the slider rail surface 6 that generates interference fringes.
b is a plan view showing the center rail 6C.

第8図(C)は、横軸に位置(アドレス)、縦軸に輝度
をとって、干渉縞のピークを示した線図であり、波長λ
lの光束のときに暗部の干渉縞のピーク位置がXr 、
X2に求められたとして、第8図(a)、 (b)、 
(C)各図に対応位置を一点鎖線で示している。
FIG. 8(C) is a diagram showing the peak of the interference fringe, with the horizontal axis representing the position (address) and the vertical axis representing the brightness, and the wavelength λ
When the luminous flux is l, the peak position of the interference fringe in the dark area is Xr,
Assuming that X2 is obtained, Fig. 8 (a), (b),
(C) Corresponding positions are indicated by dashed lines in each figure.

Xl、X2位置におけるガラスディスク5.磁気へラド
スライダ6間のスペーシング、すなわち磁気ヘッドの浮
上量は次式で求められる。
Glass disks in Xl, X2 positions5. The spacing between the magnetic helide sliders 6, ie, the flying height of the magnetic head, is determined by the following equation.

なお、明部の干渉縞ピークについては次式が成立する。Note that the following equation holds true for the interference fringe peak in the bright area.

・・・(2)′ 次に、次数nを決定するためにλ2(λ2〉λ、)の干
渉縞のピーク位置を用いる。第8図(C)に破線で示す
ようにXsがX′寡に移動したとする。
...(2)' Next, the peak position of the interference fringe of λ2 (λ2>λ,) is used to determine the order n. Assume that Xs moves less than X' as shown by the broken line in FIG. 8(C).

次数nは次式によシ決定できる。The order n can be determined by the following equation.

このような処理を波長λ!〜λ5の暗部に対して実施す
ることにより次数決定を正確にできる。
Such processing is carried out at wavelength λ! The order can be determined accurately by performing this on the dark part of ~λ5.

磁気へラドスライダ6のスライダレール面6bが直平面
であれば、原則として(3)式による1回の演算で次数
nが決定できる。直平面でない場合は。
If the slider rail surface 6b of the magnetic herad slider 6 is a straight plane, the order n can be determined in principle by one calculation using equation (3). If it is not a straight plane.

(3)式の演算を必要回数繰り返す。次数nが決定され
ると、それぞれ検出したピーク位置での浮上量が(2)
、 (2′)式によシ決定できる。
Repeat the calculation of equation (3) as many times as necessary. Once the order n is determined, the flying height at each detected peak position is (2)
, can be determined by equation (2').

5波長λl〜λ5の暗部、明部のピーク位置の数は1本
実施例では10〜40程度となり、これらの浮上量は、
レール面の形状に対応して変化している。
The number of peak positions in the dark and bright areas of the five wavelengths λl to λ5 is about 10 to 40 in this example, and the flying heights of these are as follows:
It changes depending on the shape of the rail surface.

第5図(C)に、第5図(a)、 (b)の画像データ
で示されたエツジ、ピークの各アドレス位置に対応する
浮上量の分布を、横軸にアドレス、縦軸に浮上量(μm
)をとって示している。
Figure 5 (C) shows the distribution of the flying height corresponding to each address position of the edge and peak shown in the image data of Figures 5 (a) and (b), with the horizontal axis representing the address and the vertical axis representing the flying height. Amount (μm
) is shown.

また、第9図には、波長λl、λ2.λ3゜λ4の光学
系で測定した浮上量の分布を、横軸に位置(アドレス)
、縦軸に浮上量をとって示している。
Further, in FIG. 9, wavelengths λl, λ2. The distribution of flying height measured with the optical system of λ3゜λ4 is shown on the horizontal axis (address).
, the vertical axis shows the flying height.

このように、波長λ1〜λ5の光学系で測定した明部お
よび暗部のすべての浮上量をn次式(本例では2次式)
で最小自乗近似して、表面を近似した浮上量曲線を求め
て、エツジ位置での浮上量を磁気ヘッド部の浮上量とし
て測定する。
In this way, all the flying heights in the bright and dark areas measured by the optical system with wavelengths λ1 to λ5 are calculated using the n-order equation (in this example, the quadratic equation).
A least squares approximation is performed to obtain a flying height curve that approximates the surface, and the flying height at the edge position is measured as the flying height of the magnetic head section.

最終的な浮上量曲線は、表面形状の低次のうねシ分布を
示している。浮上量曲線を延長すると、エツジ位置での
浮上量を誤差なく高精度に検出できる。
The final flying height curve shows a low-order ridge distribution of the surface shape. By extending the flying height curve, the flying height at the edge position can be detected with high accuracy without error.

本実施例によれば、ガラスディスク、磁気へラドスライ
ダ間のスペーシング、すなわち磁気ヘツドの浮上量を、
高精度、かつ高速に自動測定することができる。
According to this embodiment, the spacing between the glass disk and the magnetic head slider, that is, the flying height of the magnetic head, is
High precision and high speed automatic measurement is possible.

また、磁気へラドスライダの表面形状を検出することが
でき、さらには高次の表面粗さ成分も高精度、かつ高速
に自動検出できる。
Furthermore, the surface shape of the magnetic herad slider can be detected, and higher-order surface roughness components can also be automatically detected with high precision and high speed.

このため、従来では実現できなかった浮上量と表面形状
とを同時に検出可能であるため、きめのこまかい製品検
査が可能になり信頼性を確保することができる。
Therefore, it is possible to simultaneously detect the flying height and the surface shape, which was not possible in the past, so that detailed product inspection is possible and reliability can be ensured.

なお、前述の実施例は、磁気ディスク装置の磁気へラド
スライダの浮上量測定について説明したが、本発明はこ
れに限るものではなく、VTR。
In addition, although the above-mentioned Example explained the flying height measurement of the magnetic Herad slider of a magnetic disk device, this invention is not limited to this, and is applicable to a VTR.

フロッピィディスク装置等情報記録装置の磁気ヘッドは
もちろん、垂直磁気ヘッド、薄膜ヘッド等と情報記録媒
体間のスペーシング測定にも適用可能である。
It can be applied not only to magnetic heads of information recording devices such as floppy disk drives, but also to measuring the spacing between perpendicular magnetic heads, thin film heads, etc. and information recording media.

また、前述の実施例は、磁気ディスク装置の磁気ディス
クを透明体のガラスディスクとした例を説明したが、本
発明はこれに限るものではなく、磁気ヘッドスライダの
方を透明体としても測定部に干渉縞を発生させることが
でき、同様の効果を期待できるものである。
Further, in the above embodiment, the magnetic disk of the magnetic disk device is a transparent glass disk. However, the present invention is not limited to this, and the magnetic head slider may be made transparent. It is possible to generate interference fringes, and similar effects can be expected.

さらに、画像処理のノイズ除去手法や最小自乗近似式を
工夫することによシ、測定のよシ高精度 化が可能とな
る。
Furthermore, by devising noise removal techniques and least squares approximation formulas for image processing, it is possible to improve the accuracy of measurements.

さらKまた、光学系における波長変化をこまかぐ高精度
に与えることにより、やは量測定の高精度化を実現する
ことができる。
Further, by providing a highly accurate detection of wavelength changes in the optical system, it is possible to achieve high precision in quantity measurement.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本実施例によれば、回転する情報記
録媒体と磁気ヘッドとのスペーシング、すなわち磁気ヘ
ッド浮上量を、高精度、かつ高速に自動測定しうる磁気
ヘッド浮上量測定装置を提供することができる。
As described above, this embodiment provides a magnetic head flying height measurement device that can automatically measure the spacing between a rotating information recording medium and a magnetic head, that is, the magnetic head flying height with high precision and high speed. can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は1本発明の一実施例に係る磁気ヘッド浮上量測
定装置の構成図、第2図は、第1図の光学系を示す詳細
図で、(a)は構成図、[有])はフィールドレンズの
拡大図、(C)はフィルタテーブルの拡大正面図、第3
図は、第1図の装置による浮上量の測定手順を示すフロ
ーチャート、第4図は、白色光によるレール位置検出手
順を示す説明図、第5図は、画像データの一例を示す線
図で、(a)は白色光輝度データ、(b)は単色光(λ
1 )輝度データ、(e)は浮上量曲線、第6図は、ピ
ーク位置検出とピーク位置補正の詳細を示す説明図、第
7図は、光学ひずみ補正の説明図、第8図は1次数判別
方法を示す説明図、第9図は、光学系の波長変化に対応
した浮上量の分布を示す線図、第10図は、従来の浮上
量測定装置の略示構成図である。 5.5−1.5−2・・・ガラスディスク、6.6−1
゜6−2. 6−3. 6−4・・・磁気へラドスライ
ダ、6a・・・磁気ヘッド、6b・・・スライダレール
面、7・・・スピンドル、11・・・ロードアンロード
機構、12−1.12−2・・・光学系、120・・・
キセノンランプ、120−2・・・フィールドレンズ、
121・・・光源部、122・・・フィルタテーブル、
123・・・駆動モータ、124,124’、126・
・・ノヘーフミラー、125・・・集光レンズ、127
・・・対物レンズ、 128゜129.130・・・レ
ンズ、131−1,131−2゜131−3,131−
4・・・光電変換部、13・・・メカコントローラ、1
4・・・切換え回路、15・・・画像処理袋!、16・
・・A/D変換器、17・・・フレームメモリ、18・
・・前処理回路、19・・・CPU、20・・・ア不1
 閃 め2口 沁3 の めd−閃 CC) め5(2) (bン (す IrI/A めら口 (の) 蔓3図
FIG. 1 is a block diagram of a magnetic head flying height measuring device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a detailed diagram showing the optical system of FIG. 1, and (a) is a block diagram; ) is an enlarged view of the field lens, (C) is an enlarged front view of the filter table, and (C) is an enlarged front view of the filter table.
4 is an explanatory diagram showing a procedure for detecting a rail position using white light. FIG. 5 is a diagram showing an example of image data. (a) is white light luminance data, (b) is monochromatic light (λ
1) Brightness data, (e) is the flying height curve, Figure 6 is an explanatory diagram showing details of peak position detection and peak position correction, Figure 7 is an explanatory diagram of optical distortion correction, and Figure 8 is first order FIG. 9 is an explanatory diagram showing the determination method, FIG. 9 is a diagram showing the distribution of the flying height corresponding to the wavelength change of the optical system, and FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a conventional flying height measuring device. 5.5-1.5-2...Glass disk, 6.6-1
゜6-2. 6-3. 6-4...Magnetic slider, 6a...Magnetic head, 6b...Slider rail surface, 7...Spindle, 11...Load/unload mechanism, 12-1.12-2... Optical system, 120...
Xenon lamp, 120-2...field lens,
121... Light source section, 122... Filter table,
123... Drive motor, 124, 124', 126.
... Nohef mirror, 125 ... Condensing lens, 127
...Objective lens, 128°129.130...Lens, 131-1,131-2°131-3,131-
4... Photoelectric conversion unit, 13... Mechanical controller, 1
4...Switching circuit, 15...Image processing bag! , 16・
・・A/D converter, 17・・Frame memory, 18・
...Preprocessing circuit, 19...CPU, 20...A1
Flash 2 Kuchi 3 Nome d- Flash CC) Me 5 (2) (bn(SuIrI/A Mera mouth (no) Tsune 3 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、情報記録媒体と磁気ヘッドのいずれか一方を透明体
として、複数の測定部に係る情報記録媒体、磁気ヘッド
間のスペーシングを、光干渉による干渉縞から測定する
磁気ヘッド浮上量測定装置であつて、 多波長を有し、光量むら平滑化手段を具備する光源部と
、白色光および複数の単色光に波長を切換える波長可変
手段と、複数の測定部に対して同時に干渉縞を発生させ
てこれを結像するレンズ系と、干渉縞を電気信号に変換
する複数の光電変換部とからなる光学系と、 前記複数の光電変換部からの出力信号を順次切換える切
換え回路と、 前記複数の測定部に対してまず前記光学系により白色光
を照射し、前記複数の光電変換部が出力する前記測定部
の画像を入力し、その画像の輪郭検出により当該測定部
の位置検出を行うようにし、次いで位置検出結果である
位置情報を用いて、前記波長可変手段による波長変化を
行いながら、順次各波長における前記複数の測定部の特
定位置に発生する干渉縞の輝度データを入力して、前記
各波長における前記複数の光電変換部からの輝度データ
による画像データを記憶する、前処理回路を有するフレ
ームメモリと、これら干渉縞の輝度データによる画像デ
ータから、前記複数の測定部における磁気ヘッドのエッ
ジ位置検出、前記干渉縞の輝度データの明部と暗部のピ
ーク位置検出、そのピーク位置のノイズの除去によるピ
ーク位置の補正、前記光学系の光学ひずみの補正、およ
び前記干渉縞の次数判別を行つて磁気ヘッド浮上量曲線
を求め、その曲線から特定位置の磁気ヘッドの浮上量を
算出する演算制御手段とを備えた画像処理装置と、 前記演算制御手段の指令で、前記情報記録媒体、磁気ヘ
ッド、および前記光学系を制御する制御手段とから構成
されたことを特徴とする磁気ヘッド浮上量測定装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、画像処
理装置は、フレームメモリに前処理回路を備え、演算制
御手段に係るCPUにアクセスメモリを設けて、前記フ
レームメモリにフリーズした干渉縞の画像に対して、前
記前処理回路により、前記画像のX、Y方向に複数のラ
イン走査を行い、輪郭検出を行うための輝度データを前
記フレームメモリから前記アクセスメモリに転送するよ
うに構成したものである磁気ヘッド浮上量測定装置。
[Claims] 1. A magnetic method in which one of the information recording medium and the magnetic head is a transparent body, and the spacing between the information recording medium and the magnetic head is measured from interference fringes caused by optical interference. A head flying height measurement device comprising: a light source section having multiple wavelengths and equipped with a light amount unevenness smoothing means; a wavelength variable means for switching the wavelength between white light and a plurality of monochromatic lights; and a plurality of measurement sections. an optical system consisting of a lens system that simultaneously generates interference fringes and forms an image of the interference fringes, a plurality of photoelectric conversion sections that convert the interference fringes into electrical signals, and a switch that sequentially switches output signals from the plurality of photoelectric conversion sections. circuit, and the plurality of measurement sections are first irradiated with white light by the optical system, the images of the measurement sections output by the plurality of photoelectric conversion sections are input, and the outline of the measurement sections is detected by detecting the outline of the image. Position detection is performed, and then, using the position information that is the result of the position detection, while changing the wavelength by the wavelength variable means, brightness data of interference fringes generated at specific positions of the plurality of measurement units at each wavelength is sequentially obtained. A frame memory having a preprocessing circuit that stores image data based on luminance data from the plurality of photoelectric conversion units at each of the wavelengths; detecting the edge position of the magnetic head in the area, detecting the peak positions of bright and dark areas of the brightness data of the interference fringe, correcting the peak position by removing noise at the peak position, correcting optical distortion of the optical system, and detecting the interference. an image processing device comprising an arithmetic control means for determining the order of stripes to obtain a magnetic head flying height curve and calculating the flying height of the magnetic head at a specific position from the curve; A magnetic head flying height measuring device comprising an information recording medium, a magnetic head, and a control means for controlling the optical system. 2. In the image processing apparatus according to claim 1, the frame memory is provided with a preprocessing circuit, the CPU related to the arithmetic control means is provided with an access memory, and frozen interference fringes are stored in the frame memory. The image is configured to perform a plurality of line scans in the X and Y directions of the image by the preprocessing circuit, and transfer luminance data for contour detection from the frame memory to the access memory. A magnetic head flying height measurement device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02156105A (en) * 1988-12-08 1990-06-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Fine cap measuring apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02156105A (en) * 1988-12-08 1990-06-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Fine cap measuring apparatus

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