JPH0733128Y2 - Head posture measuring device - Google Patents
Head posture measuring deviceInfo
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- JPH0733128Y2 JPH0733128Y2 JP11981689U JP11981689U JPH0733128Y2 JP H0733128 Y2 JPH0733128 Y2 JP H0733128Y2 JP 11981689 U JP11981689 U JP 11981689U JP 11981689 U JP11981689 U JP 11981689U JP H0733128 Y2 JPH0733128 Y2 JP H0733128Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、画像処理装置を用いたヘッド姿勢計測装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a head posture measuring device using an image processing device.
例えば、デジタル・オーディオ・テープレコーダ(以下
「DAT」という)では、回転ドラムの周面に2個の磁気
ヘッドを取り付け、この2個の磁気ヘッドが交互に磁気
テープを斜めにスキャンすることにより、デジタル変換
されたオーディオ信号を磁気テープに記録し再生する。
このような回転磁気ヘッドはビデオ・テープレコーダに
も用いられる。回転磁気ヘッドでは、各磁気ヘッドのギ
ャップが磁気テープに対して正しく摺接するように、正
しい姿勢になっていなければならない。たとえば、ギャ
ップの位置がドラム面から最も突出した位置に取り付け
られている。For example, in a digital audio tape recorder (hereinafter referred to as "DAT"), two magnetic heads are attached to the peripheral surface of a rotating drum, and the two magnetic heads alternately scan the magnetic tape at an angle, The digitally converted audio signal is recorded on a magnetic tape and reproduced.
Such a rotary magnetic head is also used in a video tape recorder. In the rotary magnetic head, the magnetic head must be in a proper posture so that the gap between the magnetic heads can be slidably in contact with the magnetic tape. For example, the position of the gap is attached at the position most protruding from the drum surface.
回転磁気ヘッドにおける磁気ヘッドの姿勢計測には、画
像処理装置を用いたヘッド姿勢計測装置を用いることが
できる。いま、テレビカメラの撮像光学系に干渉対物レ
ンズを有する顕微鏡を用いてこれを磁気ヘッドに対して
光軸方向に移動させると、磁気ヘッドの画像と磁気ヘッ
ド面の最も突出した位置を中心に発生した干渉縞の画像
が表れる。第10図は磁気ヘッド27が正しい姿勢で取り付
けられている場合にテレビカメラを通じて得られる画像
信号の例を示すもので、磁気ヘッドのギャップ25の像が
表れる位置と干渉縞17が表れる位置とが画像信号上にお
いて一致している。第11図は磁気ヘッド27の姿勢が不適
当な場合で、磁気ヘッドのギャップ25が表れる位置と干
渉縞17が表れる位置がずれている。A head attitude measuring device using an image processing device can be used for measuring the attitude of the magnetic head in the rotary magnetic head. Now, when a microscope with an interference objective lens is used in the image pickup optical system of a television camera and it is moved in the optical axis direction with respect to the magnetic head, the image of the magnetic head and the most protruding position of the magnetic head surface are generated. An image of the generated interference fringes appears. FIG. 10 shows an example of an image signal obtained through a television camera when the magnetic head 27 is mounted in a correct posture. The position where the image of the gap 25 of the magnetic head appears and the position where the interference fringes 17 appear. They match on the image signal. FIG. 11 shows a case where the magnetic head 27 is not properly oriented, and the position where the gap 25 of the magnetic head appears and the position where the interference fringes 17 appear are deviated.
第12図は、本考案者が本考案の前提として考えたヘッド
姿勢計測装置に用いられる干渉対物レンズを有する顕微
鏡の例を示す。第12図において、光源45からの照明光は
単色フィルター46を通り、ハーフミラー47で反射されて
干渉対物レンズ41に至る。光源45はタングステン電球が
用いられ、白色光が発せられる。白色光の一部分の波長
だけが単色フィルター46を通る。干渉対物レンズ41は、
倍率mの対物レンズ48と、光を反射光と透過光に二分割
するハーフミラー43と、ハーフミラー43からの反射光を
反射してハーフミラー43に戻すミラー44とを有してな
る。ハーフミラー43を透過した光は磁気ヘッド1に照射
される。磁気ヘッド1による反射光は、ハーフミラー4
3、対物レンズ48、ハーフミラー47を透過し、テレビカ
メラ5に至る。対物レンズ48による磁気ヘッド1の面の
結像点Fはテレビカメラ5の撮影面上にある。FIG. 12 shows an example of a microscope having an interference objective lens used in a head posture measuring device which the present inventor considered as a premise of the present invention. In FIG. 12, the illumination light from the light source 45 passes through the monochromatic filter 46, is reflected by the half mirror 47, and reaches the interference objective lens 41. A tungsten bulb is used as the light source 45, and white light is emitted. Only a portion of the wavelength of white light passes through the monochromatic filter 46. The interference objective lens 41 is
It has an objective lens 48 with a magnification of m, a half mirror 43 that splits light into reflected light and transmitted light, and a mirror 44 that reflects the reflected light from the half mirror 43 and returns it to the half mirror 43. The light transmitted through the half mirror 43 is applied to the magnetic head 1. The light reflected by the magnetic head 1 is reflected by the half mirror 4
3. It passes through the objective lens 48 and the half mirror 47 and reaches the television camera 5. The image forming point F on the surface of the magnetic head 1 by the objective lens 48 is on the photographing surface of the television camera 5.
干渉対物レンズ41のハーフミラー43で二分割された一方
の光は磁気ヘッド1の面で反射されてハーフミラー43に
戻り、ここにおいて両方の光が干渉しあい、対物レンズ
48の結像点Fに干渉縞が発生する。この結像点Fは、対
物レンズ48の設計上の基準となる結像点であって、この
結像点で像が結ばれる限りにおいては光学計の収差が補
正された状態になっている。One of the two lights split by the half mirror 43 of the interference objective lens 41 is reflected by the surface of the magnetic head 1 and returns to the half mirror 43, where both lights interfere with each other and the objective lens
Interference fringes are generated at 48 image forming points F. The image forming point F is an image forming point that serves as a reference for designing the objective lens 48, and as long as an image is formed at this image forming point, the aberration of the optical meter is corrected.
ハーフミラー43の中心点をC、ミラー44の中心点をB、
磁気ヘッド1の中心点をAとしたとき、干渉縞が発生す
る範囲は光路CACと光路CBCとの差によって決まるもので
あり、この差があまり大きくなる干渉縞は発生しない。
干渉縞が発生する範囲を可干渉距離εといい、単色フィ
ルター46によって決定される。この可干渉距離εは、 ε≒λ2/Δλ によって求められる。但し、λは単色フィルター46の中
心波長、Δλは単色フィルター46を通過する波長の帯域
である。The center point of the half mirror 43 is C, the center point of the mirror 44 is B,
When the center point of the magnetic head 1 is A, the range in which the interference fringes are generated is determined by the difference between the optical path CAC and the optical path CBC, and the interference fringes in which this difference is too large do not occur.
The range in which interference fringes occur is called the coherence length ε, and is determined by the monochromatic filter 46. This coherence length ε is obtained by ε≈λ 2 / Δλ. However, λ is the center wavelength of the monochromatic filter 46, and Δλ is the wavelength band that passes through the monochromatic filter 46.
以上述べた干渉対物レンズ41を有する顕微鏡とテレビカ
メラ5を介して得られる画像は第10図、第11図に示すよ
うなヘッド面の画像の干渉縞の画像とが重なりあった画
像であり、これらの画像信号を画像処理装置に入力して
画像処理すことにより磁気ヘッドの姿勢を計測すること
ができる。The image obtained through the microscope having the interference objective lens 41 and the television camera 5 described above is an image in which the image of the interference fringes of the image on the head surface as shown in FIGS. The attitude of the magnetic head can be measured by inputting these image signals into the image processing apparatus and performing image processing.
上記ヘッド姿勢計測装置によれば、画像処理装置にはヘ
ッド面の画像と干渉縞の画像とが重なった状態の画像信
号が入力されるため、画像処理装置はヘッド面の像であ
るか干渉縞であるかを正確に判別することは困難であ
り、干渉縞がじゃましてギャップ25の位置を正確に検出
することができない。そこで、干渉光学系の光路の一部
を開閉して干渉縞の発生をオン・オフする機構が考えら
れている。According to the above-described head attitude measuring device, since the image signal of the state in which the image of the head surface and the image of the interference fringe overlap each other is input to the image processing device, the image processing device determines whether the image is the image of the head surface or the interference fringe. It is difficult to accurately determine whether or not the position of the gap 25 is interfered with by interference fringes. Therefore, a mechanism for opening / closing a part of the optical path of the interference optical system to turn on / off the generation of interference fringes has been considered.
しかしながら、干渉縞のオン・オフ機構を有する干渉対
物レンズは高価であるし、また、一般の干渉縞のオン・
オフ機構は手動操作によるものであり、これを自動操作
に改造しようとするとますます高価なものになる。さら
に、自動的なオン・オフ機構とするにしても、機構的な
構成になるため、振動が問題となり、応答時間も遅いと
いう問題がある。However, an interference objective lens having an on / off mechanism for interference fringes is expensive, and a general on / off mechanism for interference fringes is used.
The off mechanism is manually operated, and any attempt to convert it to automatic operation becomes more expensive. Furthermore, even if an automatic on / off mechanism is used, there is a problem that vibration is a problem and the response time is slow because of the mechanical structure.
本考案は、かかる問題点を解消するためになされたもの
で、干渉対物レンズ光学系を有する顕微鏡を用い、か
つ、画像処理装置を用いたヘッド姿勢計測装置いおい
て、干渉対物レンズによる干渉縞の発生及びその消去を
極めて簡単に行うことができるようにし、もって、計測
の自動化を容易に行うことができ、安いコストで、振動
も少なく、応答性のよい姿勢測定装置を提供することを
目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and in a head attitude measuring device using a microscope having an interference objective lens optical system and an image processing device, an interference fringe caused by the interference objective lens is used. It is an object of the present invention to provide an attitude measuring device that can generate and eliminate noise very easily, and can easily automate the measurement, and at low cost, low vibration, and good responsiveness. And
本考案は、干渉対物レンズを有する顕微鏡と、この顕微
鏡を通して画像信号を得るテレビカメラと、このテレビ
カメラによって得られるヘッド面の画像及び干渉縞の画
像を処理してヘッドの姿勢を計測する装置において、上
記テレビカメラとヘッド面との間隔は、少なくともヘッ
ド面への合焦位置から干渉縞への合焦位置までの範囲に
おいて上記干渉対物レンズの光軸上で変更可能であるこ
とを特徴とする。The present invention relates to a microscope having an interference objective lens, a television camera for obtaining an image signal through the microscope, and an apparatus for processing the head surface image and the interference fringe image obtained by the television camera to measure the posture of the head. The distance between the television camera and the head surface is changeable on the optical axis of the interference objective lens at least in the range from the focus position on the head surface to the focus position on the interference fringes. .
テレビカメラとヘッド面との間隔を光軸上で変更するこ
とにより、ヘッド面に合焦した状態と、ヘッド面に発生
する干渉縞に合焦した状態とを作り出すことができ、ヘ
ッド面と干渉縞とを別個に観察することができる。個別
に観察することができるヘッド面の画像と干渉縞の画像
を画像処理することによりヘッドの姿勢を計測すること
ができる。By changing the distance between the TV camera and the head surface on the optical axis, it is possible to create a focused state on the head surface and a focused state on the interference fringes generated on the head surface. The stripes can be observed separately. The posture of the head can be measured by performing image processing on the image of the head surface and the image of the interference fringe that can be individually observed.
以下、図面を参照しながら本考案にかかるヘッド姿勢計
測装置の実施例について説明する。An embodiment of a head posture measuring device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図示の実施例では、DATに用いられる回転ドラムにおけ
る磁気ヘッドの位置計測及び姿勢計測装置として構成さ
れているので、実施例の説明の前にDATにおける磁気ヘ
ッドの位置計測及び姿勢計測の概略について説明してお
く。In the illustrated embodiment, since it is configured as a magnetic head position measurement and attitude measurement device in a rotating drum used in a DAT, an outline of the magnetic head position measurement and attitude measurement in the DAT will be described before the description of the embodiment. I'll do it.
第7図は、テレビカメラから入力される磁気ヘッド27の
入力画像を示す。磁気ヘッド27は、ヘッドギャップ25を
挟んで配置されたセンダスト23,23と、各センダスト23,
23の各一側に配置されたフェライトコア22,22と、ヘッ
ドギャップ25の各一端を一つの頂点としてセンダスト23
とウェライトコア22で囲まれた三角形の空間に配置され
たガラス24,24とを有してなる。テレビカメラからの上
記磁気ヘッドの画像信号は画像処理装置に入力され、ヘ
ッドギャップ25の位置が一定の点を基準としてX−X座
標上の位置として計測される。FIG. 7 shows an input image of the magnetic head 27 input from the television camera. The magnetic head 27 includes the sendusts 23, 23 arranged with the head gap 25 interposed therebetween, and the sendusts 23, 23.
23 and the ferrite cores 22 and 22 arranged on one side of the head gap 23 and one end of the head gap 25 as one apex.
And glass 24, 24 arranged in a triangular space surrounded by the wellite core 22. The image signal of the magnetic head from the television camera is input to the image processing apparatus, and the position of the head gap 25 is measured as a position on the XX coordinate with reference to a fixed position.
DATの回転ドラムには、2個の磁気ヘッドがドラムの外
周部に180度の間隔で取り付けられている。従って、ド
ラムが180度回転したとき、2個の磁気ヘッドの位置が
それぞれ正しい位置にあり、相互に合致していなければ
ならない。2個の磁気ヘッドの位置がそれぞれ正しい位
置にあるかどうか、かつ、相互に合致しているかどうか
は、一つの磁気ヘッドの画像信号をテレビカメラにより
入力して位置計測を行った後、ドラムを180度回転して
他方の磁気ヘッドの画像信号をテレビカメラより入力し
て位置計測を行うことにより判断することができる。ま
た、2個の磁気ヘッドのテープとの摺接面は、テープと
の良好な摺接関係を得るために、ドラムの外周面から適
宜の量だけ突出させる必要があり、かつ、2個の磁気ヘ
ッドの突出量が一致していなければならない。さらに、
ギャップ25をテープに正しく摺接させるためには、磁気
ヘッド27が正しい姿勢に取り付けられている。本実施例
ではギャップ25の位置がドラム面から最も突出した位置
に取り付けられている。On the rotating drum of the DAT, two magnetic heads are attached to the outer circumference of the drum at intervals of 180 degrees. Therefore, when the drum rotates 180 degrees, the positions of the two magnetic heads must be in the correct positions and match each other. Whether the positions of the two magnetic heads are in the correct positions and whether they match each other is determined by inputting the image signal of one magnetic head with a TV camera and measuring the position, and then moving the drum. It can be judged by rotating 180 degrees and inputting the image signal of the other magnetic head from the television camera and measuring the position. Further, the sliding contact surface of the two magnetic heads with the tape needs to be protruded from the outer peripheral surface of the drum by an appropriate amount in order to obtain a good sliding contact relationship with the tape, and The amount of protrusion of the head must match. further,
The magnetic head 27 is mounted in a correct posture so that the gap 25 can be slidably contacted with the tape. In this embodiment, the position of the gap 25 is attached to the position most protruding from the drum surface.
この磁気ヘッド27の姿勢の計測は、干渉対物レンズを有
するテレビカメラのオートフォーカス装置を利用するこ
とができる。第2図ないし第4図は、磁気ヘッド27の姿
勢計測に適用可能なオートフォーカス装置の例を示す。The attitude of the magnetic head 27 can be measured by using an autofocus device of a television camera having an interference objective lens. 2 to 4 show an example of an autofocus device applicable to the attitude measurement of the magnetic head 27.
磁気ヘッドに対しテレビカメラのレンズを光軸方向に相
対移動させることにより、第2図に示すように出力電圧
に二つのピークa,bが表れる。By moving the lens of the television camera relative to the magnetic head in the optical axis direction, two peaks a and b appear in the output voltage as shown in FIG.
ピークaは磁気ヘッドに合焦したときのピークであり、
ピークbは干渉縞の発生によるピークであるが、オート
フォーカス装置では、いずれが磁気ヘッドに合焦したと
きのピークかはわからない。各ピークa,b間には干渉対
物レンズ光学系の構成によって決まる一定の距離Dがあ
る。磁気ヘッドがドラムに挿入されるときのばらつきは
あらかじめわかっており、これをレンジWとする、合焦
のためのスキャン幅SはレンジWよりも大きい。ピーク
aにおける出力電圧Vaとピークbにおける出力電圧Vbは
どちらが大きいか不定であるが、第2図の例ではVa>Vb
となっている。そこで、第5図にも示すように、まず、
テレビカメラを取り付けたステージをスキャン幅Sの近
点側の範囲外である基準点Cまで移動し、この基準点C
における出力電圧Vcにαを付加してなる電圧Vfを基準電
圧としてメモリする。次にステージをスキャン幅Sの遠
点側まで移動させ、その間に表れるピークの最大値とき
の位置を求め、最大値の位置(第2図の例ではピークa
の位置)までステージを移動させる。次に、この位置か
ら距離Dだけ遠点の方に離れた位置にステージを移動
し、この移動後の出力Veをメモリから取り出す第2図の
場合Ve=Vbである。そこで、VeとVfを比較する。第2図
ではVe>Vfのため、ステージを最大値の位置、すなわち
ピークaの位置まで移動させて停止させ、この位置を目
的の合焦位置とする。第2図においては上記ステ
ージの移動を示す。Peak a is a peak when the magnetic head is focused,
The peak b is a peak due to the generation of interference fringes, but the autofocus device does not know which is the peak when the magnetic head is focused. There is a constant distance D between the peaks a and b, which is determined by the configuration of the interference objective lens optical system. The variation when the magnetic head is inserted into the drum is known in advance, and the scan width S for focusing, which is the range W, is larger than the range W. Which of the output voltage Va at the peak a and the output voltage Vb at the peak b is larger is indefinite, but in the example of FIG. 2, Va> Vb
Has become. Therefore, as shown in FIG. 5, first,
The stage on which the TV camera is attached is moved to a reference point C that is outside the near side of the scan width S, and the reference point C
The voltage Vf obtained by adding α to the output voltage Vc at is stored as a reference voltage. Next, the stage is moved to the far point side of the scan width S, the position at the maximum value of the peak appearing between them is determined, and the position of the maximum value (peak a in the example of FIG.
Position) to the stage. Next, Ve = Vb in the case of FIG. 2 in which the stage is moved to a position away from this position by a distance D toward the far point, and the output Ve after this movement is taken out from the memory. Therefore, we compare Ve and Vf. Since Ve> Vf in FIG. 2, the stage is moved to the position of the maximum value, that is, the position of the peak a and stopped, and this position is set as the target focus position. FIG. 2 shows the movement of the stage.
ところで、場合によっては第3図に示すように干渉縞の
ピークbの出力電圧Vbが磁気ヘッドに合焦したときのピ
ークaの出力電圧Vaよりも大きい場合がある。この場
合、第5図のVeとVfの比較においてVb<Vfとなって電圧
Veの位置は磁気ヘッドに対する焦点位置ではなく、干渉
縞に対する焦点位置であることがわかるため、第4図に
鎖線の枠で示すように、Vb周辺のあらかじめ設定された
範囲、すなわち干渉縞によるピークが表れる前後の範囲
のデータを0として再び最大値及び最大値の位置を求め
るステップに進む。この最大値及び最大値の位置を求め
るステップでは、磁気ヘッドに合焦することによって表
れるピークaの位置を求める合焦位置となり、この位置
でステージが停止する。以下、第5図のフローに従って
動作し、干渉縞に対するピーク位置bも検出される。By the way, in some cases, as shown in FIG. 3, the output voltage Vb of the peak b of the interference fringe may be larger than the output voltage Va of the peak a when the magnetic head is focused. In this case, in the comparison of Ve and Vf in FIG.
Since it can be seen that the position of Ve is not the focal position for the magnetic head but the focal position for the interference fringes, as shown by the chained line frame in FIG. 4, the preset range around Vb, that is, the peak due to the interference fringes. With the data in the range before and after appearing as 0, the process proceeds to the step of obtaining the maximum value and the position of the maximum value again. In the step of obtaining the maximum value and the position of the maximum value, the focus position is obtained in which the position of the peak a appearing by focusing on the magnetic head is obtained, and the stage stops at this position. After that, the operation is performed according to the flow of FIG. 5, and the peak position b with respect to the interference fringe is also detected.
こうして、磁気ヘッドに合焦した位置と干渉縞が発生す
る位置とを検出することができ、それぞれの合焦位置に
おいて表れる画像を処理することによって磁気ヘッドの
ギャップが回転ドラム面から最も突出した位置にあるか
どうす、すなわち磁気ヘッドが正しい姿勢で取り付けら
れているかどうす計測することができる。In this way, it is possible to detect the position where the magnetic head is focused and the position where the interference fringes are generated, and by processing the images appearing at the respective focusing positions, the position where the gap of the magnetic head is most protruded from the rotating drum surface is detected. Can be measured, that is, whether the magnetic head is mounted in the correct posture.
ここで、基準点Cの電圧Vcの値とa又はb点の電圧とを
比較するようにしたのは、ヘッド面の状態によって出力
線圧が異なるため、初めからVcを一定にしておくとa又
はb点の電圧がVcよりも低くなる場合が生じて合焦点を
検出することができない場合があるからである。従っ
て、その都度基準点Cの電圧Vcを求めて比較するように
している。また、Vc+a=Vfとしたのは、Vcだけでは電
圧が低く、Veがあまり高くなくてもVe>Vcが成立して合
焦位置を間違うことがであるからである。Here, the value of the voltage Vc at the reference point C is compared with the voltage at the point a or b because the output line pressure differs depending on the state of the head surface, so if Vc is kept constant from the beginning. Alternatively, the voltage at the point b may become lower than Vc, and the in-focus point may not be detected. Therefore, the voltage Vc at the reference point C is obtained each time and compared. Further, the reason why Vc + a = Vf is set is that the voltage is low only by Vc, and Ve> Vc is established even if Ve is not so high that the focusing position may be wrong.
次に、上記ヘッド姿勢計測装置を利用したDAT用磁気ヘ
ッドの自動組み立て装置の例について説明する。Next, an example of a device for automatically assembling a magnetic head for DAT using the above-described head attitude measuring device will be described.
第1図において、DATの回転ドラム3の外周部には180度
間隔で磁気ヘッド1,2がねじ止めされている。ドラム3
は、モータ14によって回転駆動される治具12に磁気ヘッ
ド1,2側を上にして取り付けられている。ドラム3はテ
ープレコーダに組み込まれる場合は磁気ヘッド1,2側を
下にして固定ドラムに対して回転可能に取付けられる。In FIG. 1, magnetic heads 1 and 2 are screwed to the outer peripheral portion of a rotating drum 3 of a DAT at 180-degree intervals. Drum 3
Are attached to a jig 12 rotated by a motor 14 with the magnetic heads 1 and 2 side up. When the drum 3 is incorporated in a tape recorder, the drum 3 is rotatably attached to the fixed drum with the magnetic heads 1 and 2 facing down.
治具12上のドラム3の上記磁気ヘッドの一つに対向させ
て顕微鏡4が配置されている。顕微鏡4はその干渉対物
レンズ41の光軸42が上記磁気ヘッドの略中心部に位置す
るように精密なステージ6に取り付けられている。顕微
鏡4で拡大して見る試料は磁気ヘッド1,2であり、サブ
ミクロンオーダーの精度で計測することができる。ステ
ージ6にはまた顕微鏡4の結像位置にテレビカメラ5が
取り付けられている。ステージ6はモータ13により前記
光軸42方向に駆動される。A microscope 4 is arranged facing one of the magnetic heads of the drum 3 on the jig 12. The microscope 4 is attached to a precise stage 6 so that the optical axis 42 of the interference objective lens 41 is located substantially at the center of the magnetic head. The magnified sample viewed with the microscope 4 is the magnetic heads 1 and 2 and can be measured with an accuracy on the order of submicrons. A television camera 5 is attached to the stage 6 at the image forming position of the microscope 4. The stage 6 is driven by the motor 13 in the optical axis 42 direction.
テレビカメラ5によって得られる磁気ヘッドの画像信号
は、モニタ8に入力されて磁気ヘッドの画像が映しださ
れると共に、オートフォーカス装置7に入力される。オ
ートフォーカス装置7は、テレビカメラ5からの画像信
号を効率よく、かつ、他からの干渉を受けることなく画
像処理装置9に送るためのバッファ77と、撮像画面中の
合焦させたい部分、即ち本実施例ではヘッド面のデータ
だけを取り出すために必要な部分を設定する検出域及び
走査線設定部73と、この検出及び走査線設定部73で設定
された範囲の画像信号のみを通すためのゲート72と、こ
のゲート72からの画像信号の中から高周波成分を取り出
すためのハイパスフィルター74と、このハイパスフィル
ター74からの出力信号を図示しないA/D変換器により、
アナログ信号よりデジタル信号に変換させ、このデジタ
ル信号のデータを記憶させるメモリ75と、このメモリ75
の記憶データから合焦点を求め、ステージ6を移動させ
るための信号を出力させるオートフォーカス用制御部76
とを有してなる。オートフォーカス装置7による合焦方
式はコントラスト法である。The image signal of the magnetic head obtained by the television camera 5 is input to the monitor 8 to display the image of the magnetic head, and is also input to the autofocus device 7. The autofocus device 7 is a buffer 77 for sending an image signal from the television camera 5 to the image processing device 9 efficiently and without interference from other parts, and a portion to be focused on the imaging screen, that is, In this embodiment, a detection area and a scanning line setting unit 73 that sets a portion necessary for extracting only the data of the head surface, and an image signal for passing only the image signal in the range set by the detection and scanning line setting unit 73 A gate 72, a high-pass filter 74 for extracting a high frequency component from the image signal from the gate 72, and an output signal from the high-pass filter 74 by an A / D converter (not shown),
A memory 75 for converting an analog signal into a digital signal and storing the data of this digital signal, and this memory 75
Autofocus control unit 76 which obtains a focus point from the stored data and outputs a signal for moving the stage 6.
And have. The focusing method by the autofocus device 7 is a contrast method.
前記オートフォーカス用制御部76は、テレビカメラ5の
移動と共に各カメラ位置でのデータをメモリ75から取り
込む。このデータは第2図又は第3図に示すように変化
するため、この出力電圧特性から合焦点を検出し、この
検出信号を、モータ13へ送り、モータ13を駆動してステ
ージ6を対物レンズ41の光軸42方向に移動させる。ステ
ージ6には顕微鏡4とテレビカメラ5が取り付けられて
いるため、ステージ6の移動と共に合焦位置が変わる。
オートフォーカス用制御部76は顕微鏡4が磁気ヘッドへ
の合焦点に達するまでモータ13を駆動してスージ6を移
動させることができる。The autofocus control unit 76 fetches data at each camera position from the memory 75 as the television camera 5 moves. Since this data changes as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the in-focus point is detected from this output voltage characteristic, this detection signal is sent to the motor 13, and the motor 13 is driven to move the stage 6 to the objective lens. 41 is moved in the direction of the optical axis 42. Since the microscope 4 and the television camera 5 are attached to the stage 6, the focus position changes as the stage 6 moves.
The autofocus control unit 76 can drive the motor 13 to move the Suge 6 until the microscope 4 reaches the focal point of the magnetic head.
前記画像処理装置9は、第7図に示すような画像信号か
ら、フェライトコア22、ガラス24及びセンダスト23と交
差するヘッドギャップ25の一方の交点の位置を計測す
る。この計測は、例えば、面枠20の左隅を原点Oとして
横軸をX、縦軸をYとしたとき、このX−Y座標上で上
記ヘッドギャップの交点位置を計測することによって行
うことができる。また、画像処理装置9は、一方の磁気
ヘッド1のギャップ位置データをX1,Y1で、他方の磁気
ヘッド2のギャップ位置データをX2,Y2で表し、これを
次に説明するシステム制御部10の中に設けられたメモリ
に記憶させる。The image processor 9 measures the position of one of the intersections of the head gap 25 intersecting the ferrite core 22, the glass 24 and the sendust 23 from the image signal as shown in FIG. This measurement can be performed, for example, by measuring the intersection point position of the head gap on the XY coordinates when the horizontal axis is X and the vertical axis is Y with the left corner of the surface frame 20 as the origin O. . Further, the image processing apparatus 9 represents the gap position data of one magnetic head 1 by X 1 and Y 1 , and the gap position data of the other magnetic head 2 by X 2 and Y 2 , which will be described below. It is stored in the memory provided in the control unit 10.
システム制御部10は、治具12やオートフォーカス装置7
や画像処理装置9等を含む磁気ヘッド組み立て装置全体
の制御を行うもので、2個の磁気ヘッド1,2のギャップ
位置X1,Y1とX2,Y2、ドラム3からの突出量t1,t2及び
ドラム3に対する磁気ヘッド1,2の姿勢を計測し、これ
らが許容範囲内にあるかどうかを判断する。具体的に
は、まず、ドラム3を少し回転させ、このドラム3の外
周面までの距離ZD1,ZD2(図示せず)を求め、次に、磁
気ヘッド1に合焦したときのステージ6の位置Z1と、磁
気ヘッド2に合焦したときのステージ6の位置Z2を求
め、磁気ヘッド1の突出量t1をt1=(ZD1−Z1)により
求める。同様にして、磁気ヘッド2の突出量t2をt2=
(ZD2−Z2)により求める。または、磁気ヘッド1,2を取
り付けたドラム3に代えてマスターワークを取り付け、
マスターワークの磁気ヘッドに該当する部分に合焦した
ときのステージ6の位置Z,Z0から上記磁気ヘッドに該当
する部分の突出量t,t0を求めると共に、マスターワーク
の上記磁気ヘッドに該当する部分のヘッドギャップ位置
X,Y,X0,Y0を求める。そして、ワークとしてのドラム3
上の磁気ヘッド1,2の上記各データと、マスターワーク
の各データとをそれぞれ比較し、それぞれの差、すなわ
ち、(t1−t),(t2−t0),(X1−X),(X2−
X0),(Y1−Y),(Y2−Y0)を求める。さらに、オー
トフォーカス装置7によって磁気ヘッド面と干渉縞発生
位置とに合焦したときの画像の位置ずれから磁気ヘッド
のドラム3に対する姿勢を計測する。このようにして求
められた値が、予め設定された許容範囲内にあるとき
は、治具12からドラム3を取り外し、次のドラムを治具
12に取り付ける。もし、求められた値が上記の許容範囲
から外れているときは、ヘッド位置補正装置11に信号を
送る。システム制御10はまた、一つの磁気ヘッドの計測
が終了したとき、他方の磁気ヘッドの計測を行うため
に、モータ14を駆動して治具12を180度回転させる。The system control unit 10 includes a jig 12 and an autofocus device 7.
The magnetic head assembly device including the image processing device 9 and the image processing device 9 is controlled, and the gap positions X 1 , Y 1 and X 2 , Y 2 of the two magnetic heads 1, 2 and the protrusion amount t from the drum 3 are controlled. The positions of the magnetic heads 1 and 2 with respect to 1 , t 2 and the drum 3 are measured, and it is determined whether or not these are within the allowable range. Specifically, first, the drum 3 is slightly rotated to obtain the distances Z D1 and Z D2 (not shown) to the outer peripheral surface of the drum 3, and then the stage 6 when the magnetic head 1 is focused. Position Z 1 and the position Z 2 of the stage 6 when the magnetic head 2 is focused, and the protrusion amount t 1 of the magnetic head 1 is calculated by t 1 = (Z D1 −Z 1 ). Similarly, the protrusion amount t 2 of the magnetic head 2 is t 2 =
Calculated by (Z D2- Z 2 ). Or, instead of the drum 3 to which the magnetic heads 1 and 2 are attached, attach a master work,
The amount of protrusion t, t 0 of the portion corresponding to the magnetic head is obtained from the position Z, Z 0 of the stage 6 when the portion corresponding to the magnetic head of the masterwork is focused, Head gap position
Find X, Y, X 0 and Y 0 . And the drum 3 as a work
The respective data of the above magnetic heads 1 and 2 are compared with the respective data of the master work, and the respective differences, that is, (t 1 −t), (t 2 −t 0 ), (X 1 −X ), (X 2 −
X 0), obtaining the (Y 1 -Y), (Y 2 -Y 0). Further, the attitude of the magnetic head with respect to the drum 3 is measured from the positional shift of the image when the magnetic head surface and the interference fringe generation position are focused by the autofocus device 7. When the value thus obtained is within the preset allowable range, the drum 3 is removed from the jig 12 and the next drum is set to the jig.
Attach to 12. If the obtained value is out of the above allowable range, a signal is sent to the head position correction device 11. When the measurement of one magnetic head is completed, the system control 10 also drives the motor 14 to rotate the jig 12 180 degrees to measure the other magnetic head.
ヘッド位置補正装置11は、システム制御部10から信号を
受けて磁気ヘッド1又は磁気ヘッド2の取付けねじを弛
めて調整の対象となる磁気ヘッドの位置を調整し、また
上記取り付けねじを締め付けてドラム3に上記磁気ヘッ
ドを再び取り付ける装置である。このヘッド位置補正装
置11は本考案には直接的な関係はないので詳細な説明は
省略する。The head position correcting device 11 receives a signal from the system control unit 10 to loosen the mounting screw of the magnetic head 1 or the magnetic head 2 to adjust the position of the magnetic head to be adjusted, and tighten the mounting screw. This is a device for reattaching the magnetic head to the drum 3. The head position correcting device 11 is not directly related to the present invention, and thus its detailed description is omitted.
次に、上記自動組み立て装置の動作を第9図のフローチ
ャートを参照しながら説明する。Next, the operation of the automatic assembling apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、手作業又は図示されないドラム移動用アーム等を
用いて、マスターワークとしてのドラムを治具12上に設
置する。マスターワークの磁気ヘッド面は干渉対物レン
ズ41の光軸42上に位置し、マスターワークの磁気ヘッド
の画像がモニタ8に映し出される。ただし、顕微鏡4の
焦点が磁気ヘッドに合っていない場合が普通であるか
ら、モニタ8に映し出される画像はぼけているのが普通
である。First, a drum as a master work is installed on the jig 12 manually or by using a drum moving arm or the like not shown. The magnetic head surface of the master work is located on the optical axis 42 of the interference objective lens 41, and the image of the magnetic head of the master work is displayed on the monitor 8. However, since the focus of the microscope 4 is not normally on the magnetic head, the image displayed on the monitor 8 is usually blurred.
ここで、マスターワークの2個の磁気ヘッド及びドラム
3の2個の磁気ヘッドの一方をRチャンネルヘッド、他
方をLチャンネルヘッドとする。そこでまず、上記マス
ターワークのRチャンネルヘッドの面に合焦させる。そ
のためにまずマスターワークとしてのドラムが設置され
たことを図示されないセンサにより感知し、この感知信
号に基づいてシステム制御部10からオートフォーカス装
置7に信号を送る。オートフォーカス装置7はモータ13
を駆動してステージ6をその移動ストロークの全範囲に
わたって移動させ、この移動に伴う上記磁気ヘッドの画
像のコントラストの変化のデータをメモリ75に記憶させ
る。この記憶データは第2図、第3図に示すようなデー
タである。オートフォーカス装置7はまた、メモリ75に
記憶されたデータからヘッド面への合焦位置及び干渉縞
発生位置を検出し、モータ13を駆動して、検出された上
記合焦位置と、干渉縞発生位置までステージ6及びこれ
と一体の顕微鏡4、テレビカメラ5を移動させる。Here, one of the two magnetic heads of the master work and the two magnetic heads of the drum 3 is an R channel head, and the other is an L channel head. Therefore, first, the surface of the R channel head of the master work is focused. Therefore, first, a sensor (not shown) detects that a drum as a masterwork is installed, and a signal is sent from the system control unit 10 to the autofocus device 7 based on the detection signal. The autofocus device 7 is a motor 13
Is driven to move the stage 6 over the entire range of its moving stroke, and the memory 75 stores the data of the change in the contrast of the image of the magnetic head accompanying the movement. This stored data is the data shown in FIGS. 2 and 3. The autofocus device 7 also detects the focus position on the head surface and the interference fringe generation position from the data stored in the memory 75, and drives the motor 13 to detect the focus position and the interference fringe generation position. The stage 6, the microscope 4 and the television camera 5 integrated with the stage 6 are moved to the position.
上記オートフォーカス装置7の動作をより具体的に説明
すると、顕微鏡4で拡大されテレビカメラ5から出力さ
れる試料としての磁気ヘッドの画像信号は、ゲート72に
おいて、検出域及び走査線設定部73からの信号により画
像信号の中から特定の走査線部分を選び、ハイパスフィ
ルター74でその高周波成分を取り出し、図示しないA/D
変換器によりアナログ信号をデジタル信号に変換し、こ
のデジタル信号をメモリ75に記憶させる。この記憶デー
タはオートフォーカス用制御部76に入力される。オート
フォーカス用制御部76は、まずモータ13を駆動してステ
ージ6及びこれに取り付けられた顕微鏡4とテレビカメ
ラ5をその移動ストロークの全範囲にわたり移動させ、
このときのハイパスフィルター74からの出力信号である
オートフォーカス信号の変化をメモリ75に記憶させる。
次に、オートフォーカス用制御部76は、上記メモリ75の
記憶データに基づいてモータ13を制御し、ステージ6を
移動させてテレビカメラ5の撮影面に磁気ヘッド面が結
像するように、また、干渉縞が発生するようにピント合
わせを行う。上記メモリ75に記憶されているデータは、
第2図、第3図に示すような特性をもったグラフであ
り、この出力特性の中から第5図について説明したよう
に、磁気ヘッド面への合焦点までステージ6が移動する
ようにモータ13を駆動する。合焦位置においてモニタ8
に映し出される磁気ヘッドの画像は第7図のような画像
となる。The operation of the autofocus device 7 will be described more specifically. The image signal of the magnetic head as a sample which is magnified by the microscope 4 and is output from the television camera 5 is output from the detection area / scanning line setting unit 73 at the gate 72. A specific scanning line portion is selected from the image signal by the signal of, and the high-pass filter 74 extracts the high-frequency component, and the A / D (not shown)
The converter converts the analog signal into a digital signal and stores the digital signal in the memory 75. This stored data is input to the autofocus control unit 76. The autofocus control unit 76 first drives the motor 13 to move the stage 6 and the microscope 4 and the television camera 5 attached to the stage 6 over the entire range of its movement stroke.
The change in the autofocus signal, which is the output signal from the high-pass filter 74 at this time, is stored in the memory 75.
Next, the autofocus control unit 76 controls the motor 13 based on the data stored in the memory 75 to move the stage 6 so that the magnetic head surface is imaged on the shooting surface of the television camera 5, and , Focus so that interference fringes may occur. The data stored in the memory 75 is
4 is a graph having the characteristics shown in FIG. 2 and FIG. 3, and as described with reference to FIG. 5 among the output characteristics, the motor so that the stage 6 moves to the focal point on the magnetic head surface. Drive 13 Monitor 8 at focus position
The image of the magnetic head shown in FIG. 7 is as shown in FIG.
第6図に戻って、合焦動作が終了したら、この合焦した
ときの磁気ヘッド面からステージ6までの距離をステー
ジ6の位置Zとしてこれを計測する。マスターワークの
磁気ヘッドの突出量tは予め一定の量、例えば20μmに
設定してあるので、これらの値を基準として、計測した
データをシステム制御部10の中のメモリに記憶させる。
上記ステージ6の位置Zの計測は、例えばモータ13をパ
ルスモータとし、同モータの原点からの駆動パルス数を
計測し、既知の1パルス分のステージ6の移動距離を上
記駆動パルス数に掛けることにより求めることができ
る。Returning to FIG. 6, when the focusing operation is completed, the distance from the magnetic head surface at the time of focusing to the stage 6 is set as the position Z of the stage 6 and measured. Since the protrusion amount t of the magnetic head of the master work is set to a predetermined amount, for example, 20 μm in advance, the measured data is stored in the memory in the system control unit 10 with these values as a reference.
The position Z of the stage 6 is measured, for example, by using the motor 13 as a pulse motor, measuring the number of drive pulses from the origin of the motor, and multiplying the number of drive pulses by the known moving distance of the stage 6 for one pulse. Can be obtained by
次に、第7図に示すような画像信号から、ヘッドギャッ
プ25の、フェライトコア22、ガラス24及びセンダスト23
との交点のうちの一方の位置を画像処理により計測し、
磁気ヘッドのギャップ位置を求める。これは、例えば第
7図に示すような画像の左隅を原点O、横軸をX、縦軸
をYとし、磁気ヘッドのギャップ位置をX、Y座標上で
計測することによって求めることができる。求められた
ギャップ位置データはシステム制御部10内のメモリに記
憶される。Next, from the image signal as shown in FIG. 7, the ferrite core 22, the glass 24 and the sendust 23 of the head gap 25 are detected.
Measure one position of the intersection with and by image processing,
Find the gap position of the magnetic head. This can be obtained, for example, by measuring the gap position of the magnetic head on the X and Y coordinates with the origin O at the left corner of the image as shown in FIG. 7, the horizontal axis at X, and the vertical axis at Y. The obtained gap position data is stored in the memory in the system control unit 10.
さらに、前に詳細に説明した手順にわりヘッドの姿勢を
計測してメモリに記憶する。Further, the posture of the head is measured and stored in the memory according to the procedure described in detail above.
次に、システム制御部10からの信号によりモータ14の駆
動のもとに治具12を180度回転させる。これにより治具1
2に取り付けられているマスターワークも一体回転し、
マスターワークに取り付けられているLチャンネルの磁
気ヘッドが顕微鏡4の光軸42上にもたらされる。このマ
スターワークのLチャンネル磁気ヘッドについても、前
述のRチャンネル磁気ヘッドの場合と同様にして、ヘッ
ド面に合焦させたときのステージ6の位置Z0を計測す
る。Lチャンネル磁気ヘッドの突出量も基準値t0として
設定してあり、この基準値t0に対する上記ステージ6の
位置Z0を基準値としてメモリに記憶させておく。さら
に、画像処理によりLチャンネルの磁気ヘッドのギャッ
プ位置をX,Yの値で計測し、その計測データX0、Y0をメ
モリに記憶させておく。また、Lチャンネルヘッドの姿
勢も計測してメモリに記憶させる。Next, the jig 12 is rotated 180 degrees under the drive of the motor 14 by a signal from the system control unit 10. This allows jig 1
The master work attached to 2 also rotates,
An L channel magnetic head attached to the masterwork is brought onto the optical axis 42 of the microscope 4. With respect to the L channel magnetic head of this masterwork, the position Z 0 of the stage 6 when focused on the head surface is measured in the same manner as in the case of the R channel magnetic head described above. The amount of protrusion of the L channel magnetic head even Yes set as a reference value t 0, it is stored in the memory location Z 0 of the stage 6 with respect to the reference value t 0 as a reference value. Further, the gap position of the L-channel magnetic head is measured by image processing with X and Y values, and the measured data X 0 and Y 0 are stored in the memory. The attitude of the L channel head is also measured and stored in the memory.
次に、マスターワークを治具12から取り外し、代りに試
料のドラム3を治具12に取り付ける。そして、マスター
ワークについての計測と同様に、そのときのステージ6
の位置Z1を計測し、この計測値からRチャンネル磁気ヘ
ッドの突出量t1を計算してメモリに記憶させる。また、
マスターワークの場合と同様に、試料のRチャネル磁気
ヘッドのギャップの位置をX,Y座標上で求め、その計測
値X1,Y1をメモリに記憶させる。さらに、上記磁記ヘッ
ドの姿勢を計測してメモリに記憶させる。Next, the master work is removed from the jig 12, and the sample drum 3 is attached to the jig 12 instead. Then, as with the measurement of the masterwork, the stage 6 at that time
Position Z 1 is measured, and the protrusion amount t 1 of the R-channel magnetic head is calculated from the measured value and stored in the memory. Also,
Similar to the case of the master work, the position of the gap of the R channel magnetic head of the sample is obtained on the X and Y coordinates, and the measured values X 1 and Y 1 are stored in the memory. Further, the posture of the magnetic recording head is measured and stored in the memory.
次に、システム制御部10内にメモリされた基準値として
の突出量tと計測値である試料の突出量t1とを比較して
両者の差をとる。また、ギャップの位置についても同様
にして基準値X,Yと計測値X1,Y1とを比較し、両者の差
をとる。さらに、磁気ヘッドの姿勢についても、マスタ
ーワークのRチャンネルの値との差をとる。これらの差
が許容範囲内であればLチャンネル磁気ヘッドの計測ス
テップに進むが、許容範囲を越えているときは、システ
ム制御部10からヘッド位置補正装置11に指令信号が送ら
れ、Rチャンネル磁気ヘッドの位置調整が行われ、再び
計測が行われる。計測の結果、許容範囲内に入っていれ
ば次のLチャンネル磁気ヘッドの計測に進む。Next, the protrusion amount t as a reference value stored in the system control unit 10 and the protrusion amount t 1 of the sample, which is a measured value, are compared to obtain the difference between them. Similarly, for the position of the gap, the reference values X and Y are compared with the measured values X 1 and Y 1, and the difference between them is calculated. Further, the attitude of the magnetic head is also different from the value of the R channel of the master work. If the difference is within the allowable range, the process proceeds to the measurement step of the L channel magnetic head. The position of the head is adjusted and the measurement is performed again. If the result of measurement is within the allowable range, the process proceeds to measurement of the next L-channel magnetic head.
Lチャンネル磁気ヘッドの計測は、まず、治具12を180
度回転させて顕微鏡4の光軸上にLチャンネル磁気ヘッ
ドを位置させ、前述の場合と同様にヘッド面に合焦させ
てそのときのステージ6の位置を計測し、その計測結果
から磁気ヘッドの突出量t2を計算する。また、X,Y座標
上でのギャップの位置X2,Y2を計測し、これらの値をメ
モリする。磁気ヘッドの姿勢についても計測し、その値
をメモリする。そして、これらの計測値をマスターワー
クのLチャンネルヘッドの計測値である基準値と比較し
て差を求め、この差が許容値内にあるかどうすを判断
し、許容値を越えているものについては前述のように位
置調整を行う。許容値内にある場合は試料を治具12から
取り外し、次の試料について同様に計測する。To measure the L channel magnetic head, first set the jig 12 to 180
The L-channel magnetic head is positioned on the optical axis of the microscope 4 by rotating the optical axis of the microscope 4, focused on the head surface in the same manner as described above, and the position of the stage 6 at that time is measured. Calculate the protrusion t 2 . In addition, the positions X 2 and Y 2 of the gap on the X and Y coordinates are measured, and these values are stored in memory. The attitude of the magnetic head is also measured and the value is stored in memory. Then, these measured values are compared with a reference value which is a measured value of the L channel head of the master work to obtain a difference, and it is judged whether or not the difference is within an allowable value, and the value exceeds the allowable value. For, the position adjustment is performed as described above. If it is within the allowable value, the sample is removed from the jig 12 and the next sample is similarly measured.
以上述べた実施例によれば、テレビカメラとヘッド面と
の間隔を干渉対物レンズを有する顕微鏡の光軸方向に変
更してヘッド面の画像とヘッド面に発生する干渉縞の画
像とにそれぞれ個別に合焦することができ、ヘッド面の
画像信号を干渉縞にじゃまされることなく得ることがで
きるため、ヘッド面の画像と干渉縞の画像の双方のずれ
から磁気ヘッドの姿勢を計測することができる。また、
画像処理装置が有しているオートフォーカス装置を利用
しているため、装置の構成の複雑化を回避できるという
効果もある。さらに、顕微鏡を用いることにより、サブ
ミクロンオーダーの精度での計測が可能であり、DATヘ
ッドのような極めて小さな対象物についても精度よく計
測することができる。According to the above-described embodiment, the distance between the television camera and the head surface is changed in the optical axis direction of the microscope having the interference objective lens, and the head surface image and the interference fringe image generated on the head surface are individually separated. Since the image signal on the head surface can be obtained without being disturbed by the interference fringes, the attitude of the magnetic head can be measured from the deviation between both the image on the head surface and the image of the interference fringes. You can Also,
Since the autofocus device included in the image processing device is used, there is also an effect that the configuration of the device can be prevented from becoming complicated. Furthermore, by using a microscope, it is possible to perform measurement with an accuracy on the order of submicrons, and it is possible to accurately measure even an extremely small object such as a DAT head.
次に、第2図から第4図に示すような出力特性を得るこ
とができるオートフォーカス装置に適用可能な干渉対物
レンズを有する顕微鏡光学系の例について説明する。Next, an example of a microscope optical system having an interference objective lens applicable to the autofocus device capable of obtaining the output characteristics shown in FIGS. 2 to 4 will be described.
第8図は、本考案に適用可能な顕微鏡光学系の例を示す
ものであるが、顕微鏡を構成する光学部品は第12図に示
した従来例と変わりがないので、共通の部品には共通の
符号を付し、異なる構成部分について重点的に説明す
る。FIG. 8 shows an example of a microscope optical system applicable to the present invention. However, since the optical parts constituting the microscope are the same as the conventional example shown in FIG. 12, common parts are common. The different components will be mainly described.
第8図において、顕微鏡4の干渉対物レンズ41を構成す
る対物レンズ48の設計上の結像点をFとすると、この設
計上の結像点Fよりもさらに光軸上においてΔLだけ遠
くずらした位置F′に画像処理装置5の撮像面が配置さ
れ、対物レンズ48の像点距離L′は設計上の像点距離L
にΔLを加えたものとなっている。設計上の像点距離L
にΔLを加えたことにより、物点距離l′も設計上の物
点距離lに対してΔlだけ変化する。ここで、対物レン
ズ42の倍率をmとすると、変化分ΔLは、 ΔL=Δl×m2 で求められる。そして、ハーフミラー43とミラー44を付
加することによって構成される干渉対物レンズ41は、試
料としての磁気ヘッド1の面が対物レンズ48から設計上
の物点距離lだけ離れた点Aにあるとき、光路CACと光
路CBCが一致して干渉し、位置F′の位置に配置された
テレビカメラ5の画像面に磁気ヘッド面に発生する干渉
縞が結像され、テレビカメラ5に接続されたモニタによ
り干渉縞は観察することができる。即ち、干渉縞の空間
周波数が低いことにより、テレビカメラ5側の焦点深度
は深くなるので、位置F′の位置に配置されたテレビカ
メラ5の撮像面にこの干渉縞の像が結像される。In FIG. 8, assuming that the designed image forming point of the objective lens 48 forming the interference objective lens 41 of the microscope 4 is F, it is further displaced from the designed image forming point F by ΔL on the optical axis. The image pickup surface of the image processing device 5 is arranged at the position F ', and the image point distance L'of the objective lens 48 is the designed image point distance L.
ΔL is added to. Designed image point distance L
By adding ΔL to, the object point distance l ′ also changes by Δl with respect to the designed object point distance 1. Here, when the magnification of the objective lens 42 is m, the change amount ΔL is obtained by ΔL = Δl × m 2 . The interference objective lens 41 configured by adding the half mirror 43 and the mirror 44 is provided when the surface of the magnetic head 1 as a sample is at a point A separated from the objective lens 48 by the designed object point distance l. , The optical path CAC and the optical path CBC coincidently interfere with each other, and interference fringes generated on the magnetic head surface are imaged on the image surface of the television camera 5 arranged at the position F ′, and the monitor connected to the television camera 5 is formed. Thus, the interference fringe can be observed. That is, since the spatial frequency of the interference fringes is low, the depth of focus on the side of the television camera 5 is deep, so that the image of the interference fringes is formed on the image pickup surface of the television camera 5 arranged at the position F '. .
いま、磁気ヘッド1と顕微鏡4との相対移動によって磁
気ヘッド1の面が設計上の像点距離lよりも対象レンズ
48側にΔlだけ移動して第8図に示すA′の位置にある
場合は、上記F′の位置に配置されたテレビカメラ5の
撮像面に磁気ヘッド1の面が結像され、テレビカメラ5
に接続されたモニタに磁気ヘッド1の面が鮮明に映しだ
される。これは、磁気ヘッド1の面にテレビカメラ5が
合焦した状態である。しかし、このときには、光路CA′
Cと光路CBCとの差が可干渉距離の範囲外となってお
り、干渉縞は発生しない。Now, due to the relative movement of the magnetic head 1 and the microscope 4, the surface of the magnetic head 1 is subject to the objective lens more than the designed image point distance l.
When it is moved to the 48 side by Δl and is at the position A'shown in FIG. 8, the surface of the magnetic head 1 is imaged on the image pickup surface of the television camera 5 arranged at the position F ', and the television camera 5
The surface of the magnetic head 1 is clearly displayed on the monitor connected to. This is a state in which the television camera 5 is focused on the surface of the magnetic head 1. However, at this time, the optical path CA ′
The difference between C and the optical path CBC is outside the coherence length, and no interference fringes occur.
次に、磁気ヘッド1と顕微鏡4とを距離Δlだけ光軸方
向に相対移動させて磁気ヘッド1の面が点A上に位置す
るようにすると、光路CACと光路CBCとの差が可干渉距離
範囲内に入り、干渉縞が発生する。このときはテレビカ
メラ5の撮像面上の磁気ヘッド1の像はぼけている。Next, when the magnetic head 1 and the microscope 4 are relatively moved in the optical axis direction by a distance Δl so that the surface of the magnetic head 1 is located on the point A, the difference between the optical path CAC and the optical path CBC is a coherence distance. It falls within the range and interference fringes occur. At this time, the image of the magnetic head 1 on the image pickup surface of the television camera 5 is blurred.
以上のことは、干渉縞の像側焦点深度が深く、試料の像
側焦点深度が浅いためにおこるものである。The above occurs because the image-side focal depth of the interference fringes is deep and the image-side focal depth of the sample is shallow.
上記顕微鏡光学系は前記実施例と同様にテレビカメラに
取り付けることができ、このテレビカメラを通じてヘッ
ド面の画像信号と干渉縞の画像信号とを個別に画像処理
装置に入力することができ、これによってヘッドの姿勢
計測及びその他の計測を行うことができる。The microscope optical system can be attached to the television camera as in the above-mentioned embodiment, and the image signal of the head surface and the image signal of the interference fringes can be individually input to the image processing apparatus through the television camera. The posture of the head and other measurements can be performed.
第9図は上記顕微鏡光学系を用いたヘッドの姿勢計測動
作の具体例を示す。ヘッド面に合焦してギャップ位置デ
ータを記憶すると、次にシステム制御部から信号が入力
され、これによりステージをΔlだけ移動させて干渉縞
に合焦させる。この合焦された干渉縞の画像データをメ
モリし、この干渉縞の画像データからヘッド面の画像デ
ータをひいて干渉縞だけのデータを取り出し、これを二
値化する。二値化されたデータから干渉縞の重心位置を
求め、これをシステム制御部に送る。システム制御部で
は、この干渉縞の重心位置データと前記ギャップ位置と
を比較し、これによりヘッドの姿勢を計測することがで
きる。FIG. 9 shows a specific example of the posture measuring operation of the head using the above-mentioned microscope optical system. When the head surface is focused and the gap position data is stored, a signal is next input from the system control section, whereby the stage is moved by Δl and the interference fringes are focused. The focused image data of the interference fringe is stored in the memory, the image data of the head surface is subtracted from the image data of the interference fringe to extract the data of only the interference fringe, and the data is binarized. The barycentric position of the interference fringe is obtained from the binarized data and sent to the system control unit. The system control unit can compare the barycentric position data of the interference fringes with the gap position, and measure the posture of the head by this.
このように、上記顕微鏡光学系によれば、干渉対物レン
ズ41を有する顕微鏡において、上記干渉対物レンズ41の
設計上の結像点Fよりずらした位置にテレビカメラ5を
配置し、磁気ヘッド1と顕微鏡4とを相対移動させるこ
とにより、磁気ヘッド1の面と磁気ヘッド1の面上に発
生する干渉縞とにそれぞれ焦点を合わせることができる
ようにしたため、干渉縞の発生と消去とを機構的にオン
・オフする必要がない。従って、磁気ヘッド1の面への
合焦と干渉縞の発生とを自動的に切り換える場合に、磁
気ヘッド1と顕微鏡とを光軸方向に相対移動させるだけ
でよいから特別の機構を付加する必要がなく、安いコス
トで、振動もなく、応答性に優れた顕微鏡を得ることが
できる。As described above, according to the microscope optical system, in the microscope having the interference objective lens 41, the television camera 5 is arranged at a position displaced from the image forming point F in the design of the interference objective lens 41, and the magnetic head 1 and By moving the microscope 4 relative to each other, it is possible to focus on the surface of the magnetic head 1 and the interference fringes generated on the surface of the magnetic head 1, respectively. There is no need to turn it on and off. Therefore, when automatically switching between the focusing on the surface of the magnetic head 1 and the generation of interference fringes, it is only necessary to relatively move the magnetic head 1 and the microscope in the optical axis direction, so that it is necessary to add a special mechanism. It is possible to obtain a microscope that is excellent in responsiveness without vibration, at low cost, without vibration.
〔考案の効果〕 本考案によれば、ヘッド面とテレビカメラとを光軸方向
に相対移動させることよって、ヘッド面への合焦状態
と、ヘッド面に発生する干渉縞への合焦状態を個別に作
るようにし、これらヘッド面の画像と干渉縞の画像の双
方のずれを計測することによってヘッドの姿勢を計測す
るようにしたため、ヘッド面の画像と干渉縞の画像とを
明確に区別することができ、干渉縞がじゃましてヘッド
の姿勢を正確に計測することができないというような不
具合を解消することができる。また、ヘッド面とテレビ
カメラとを光軸方向に相対移動させる機構は比較的簡単
な機構であり、高価で複雑な機構を特別に付加する必要
はないし、特に、オートフォーカスのためのステージを
利用することができるので効果的である。さらに、干渉
縞の発生をオン・オフする機構を付加する必要もないの
で、振動がなく、応答性にも優れたヘッド姿勢計測装置
を提供することができる。According to the present invention, by moving the head surface and the television camera relative to each other in the optical axis direction, the focus state on the head surface and the focus state on the interference fringes generated on the head surface can be adjusted. Since the head posture is measured by measuring the deviation of both the head surface image and the interference fringe image, the head surface image and the interference fringe image are clearly distinguished. Therefore, it is possible to solve the problem that the interference fringes interfere and the posture of the head cannot be accurately measured. Also, the mechanism for moving the head surface and the television camera relative to each other in the optical axis direction is a relatively simple mechanism, and it is not necessary to add an expensive and complicated mechanism in particular, and in particular, a stage for autofocus is used. It is effective because it can be done. Further, since it is not necessary to add a mechanism for turning on / off the generation of interference fringes, it is possible to provide a head attitude measuring device which is free from vibration and has excellent responsiveness.
第1図は本考案にかかるヘッド姿勢計測装置を利用した
磁気ヘッド自動組み立て装置の例を示すブロック図、第
2図は本考案に適用可能なオートフォーカス装置の例を
説明するための特性線図、第3図は同上オートフォーカ
ス装置の別の特性線図、第4図は同上特性の一部のデー
タを0にすることを示す線図、第5図は上記オートフォ
ーカス装置の動作を示すフローチャート、第6図は上記
磁気ヘッド自動組み立て装置の動作を示すフローチャー
ト、第7図はテレビカメラを通して得られるヘッド面の
画像の例を示す正面図、第8図は本考案に適用可能な顕
微鏡光学系の例を示す光学配置図、第9図は同上顕微鏡
光学系を用いたヘッド姿勢計測動作の例を示すフローチ
ャート、第10図はヘッド姿勢計測の原理を概略的に示す
説明図、第11図はヘッドの異なる姿勢での上記計測原理
を示す説明図、第12図は本考案の前提として考えたヘッ
ド姿勢計測に用いることができる顕微鏡光学系の例を示
す光学配置図である。 1,2……ヘッド、4……顕微鏡、5……テレビカメラ、1
7……干渉縞、41……干渉対物レンズ。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a magnetic head automatic assembling apparatus using a head posture measuring apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining an example of an autofocus apparatus applicable to the present invention. FIG. 3 is another characteristic diagram of the above autofocus device, FIG. 4 is a diagram showing that part of the characteristic data is set to 0, and FIG. 5 is a flow chart showing the operation of the above autofocus device. 6 is a flow chart showing the operation of the magnetic head automatic assembling apparatus, FIG. 7 is a front view showing an example of an image of the head surface obtained through a television camera, and FIG. 8 is a microscope optical system applicable to the present invention. FIG. 9 is a flow chart showing an example of head posture measuring operation using the microscope optical system of the same as above, FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the principle of head posture measurement, and FIG. 11 is F FIG. 12 is an optical layout diagram showing an example of a microscope optical system that can be used for head posture measurement considered as a premise of the present invention. 1,2 head, 4 microscope, 5 TV camera, 1
7 …… Interference fringe, 41 …… Interference objective lens.
Claims (1)
像信号を得るテレビカメラを用い、上記干渉対物レンズ
の光軸上にあるヘッド面の画像信号と上記干渉対物レン
ズによりヘッド面に発生した干渉縞の画像信号とを上記
テレビカメラから画像処理装置に入力し、上記ヘッド面
及び干渉縞の画像信号を画像処理することによりヘッド
の姿勢を計測するヘッド姿勢計測装置であって、上記テ
レビカメラとヘッド面との間隔は、少なくともヘッド面
への合焦位置から干渉縞への合焦位置までの範囲におい
て上記干渉対物レンズの光軸上で変更可能であり、テレ
ビカメラを通じて入力される上記ヘッド面の画像信号と
干渉縞の画像信号とを画像処理してヘッドの姿勢を計測
することを特徴とするヘッド姿勢計測装置。1. A television camera that obtains an image signal through a microscope having an interference objective lens is used, and an image signal of a head surface on the optical axis of the interference objective lens and interference fringes generated on the head surface by the interference objective lens are displayed. A head posture measuring device for measuring the posture of a head by inputting an image signal and an image signal from the television camera to the image processing device, and image-processing the image signal of the head face and interference fringes. The distance between and can be changed on the optical axis of the interference objective lens at least in the range from the focus position on the head surface to the focus position on the interference fringes, and the image of the head surface input through the television camera. A head posture measuring device characterized by measuring a posture of a head by image-processing a signal and an image signal of an interference fringe.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11981689U JPH0733128Y2 (en) | 1988-10-20 | 1989-10-13 | Head posture measuring device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-137162 | 1988-10-20 | ||
| JP13716288 | 1988-10-20 | ||
| JP11981689U JPH0733128Y2 (en) | 1988-10-20 | 1989-10-13 | Head posture measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02105111U JPH02105111U (en) | 1990-08-21 |
| JPH0733128Y2 true JPH0733128Y2 (en) | 1995-07-31 |
Family
ID=31718884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11981689U Expired - Fee Related JPH0733128Y2 (en) | 1988-10-20 | 1989-10-13 | Head posture measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0733128Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2703662B2 (en) * | 1990-11-13 | 1998-01-26 | キヤノン株式会社 | Object attitude measurement method |
-
1989
- 1989-10-13 JP JP11981689U patent/JPH0733128Y2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02105111U (en) | 1990-08-21 |
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