專利名稱：使用邊界線檢測(cè)方法的磁頭位置確定方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用邊界線檢測(cè)方法在諸如硬盤裝置等中用的磁頭主體和諸如承載臂等支撐部件間進(jìn)行位置確定用的位置確定方法和位置確定裝置。
背景技術(shù)：
圖8A為表示現(xiàn)有的磁頭位置確定裝置用的平面圖，圖8B為其側(cè)面圖。
磁頭主體1可用于硬盤裝置等，它由滑動(dòng)體、設(shè)置在這種滑動(dòng)體的后沿側(cè)端部處的、呈薄膜結(jié)構(gòu)的記錄部和再生部構(gòu)成。作為支撐這種磁頭主體1的支撐部件的承載臂2由板簧材料構(gòu)成。在承載臂2的前端部分處通過作為所謂的制動(dòng)安全銷的薄形板簧支撐著磁頭主體1。在承載臂2的前部形成有呈凹球面形狀的樞軸3，樞軸3的頂點(diǎn)與磁頭主體的上側(cè)面呈點(diǎn)接觸，從而使磁頭主體1以樞軸3的頂點(diǎn)作為支點(diǎn)，在朝向轉(zhuǎn)動(dòng)方向和節(jié)距方向等各個(gè)方向以可搖擺的方式支撐著。
現(xiàn)有的磁頭主體1與承載臂2間的位置確定過程，其各個(gè)步驟為在沿著L方向間斷移動(dòng)的托架4的上面處，形成處于直角位置的臺(tái)階部4a和4b，并通過夾具將磁頭主體1上的滑動(dòng)體2的側(cè)面擠壓在前述的臺(tái)階部4a和4b處，以保持為定位設(shè)置。保持磁頭主體1用的托架4要通過預(yù)定工序定位位置定位設(shè)置在托架位置確定部件5和5之間，并通過這一工序定位位置將承載臂2設(shè)置在托架4上。
在托架4的上面處突起設(shè)置有一對(duì)位置確定銷4c和4d，將形成在承載臂2上的位置確定孔2a和2b嵌入至前述的位置確定銷4c和4d中，便可以將承載臂2定位設(shè)置在托架4上。承載臂2可通過夾具保持為定位設(shè)置在托架4上的狀態(tài)。而且在這種狀態(tài)下，將設(shè)置在承載臂2前端處的制動(dòng)安全銷與磁頭主體1粘接固定。
對(duì)于這種磁頭，磁頭主體1與樞軸3間的相對(duì)位置對(duì)磁頭主體1在硬盤等記錄媒體上的浮起狀態(tài)的影響相當(dāng)大。然而使用如圖8A和圖8B所示的位置確定裝置的位置確定方法，對(duì)磁頭主體1與樞軸3間的相對(duì)位置確定的精度是有一定限制的。
換句話說就是，承載臂2是以位置確定孔2a和2b作為基準(zhǔn)而實(shí)施設(shè)置位置確定的，但是承載臂2上的位置確定孔2a、2b與樞軸3間的相對(duì)位置加工公差，會(huì)產(chǎn)生樞軸3在托架4上的位置誤差。由于磁頭主體1是以托架4上的臺(tái)階部4a和4b為基準(zhǔn)進(jìn)行位置確定的，所以就樞軸3和磁頭主體1間的相對(duì)誤差而言，除了前述的加工公差之外，還存在有托架4上的臺(tái)階部4a、4b與位置確定銷4c、4d之間的位置尺寸公差，以及位置確定銷4c、4d與位置確定孔2a、2b間的嵌合間隙公差等。
因此，磁頭主體1上的設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)定的與樞軸3間的接觸位置，與實(shí)際上樞軸3與磁頭主體1相接觸的位置之間，會(huì)產(chǎn)生最大可達(dá)±20μm左右的公差。當(dāng)磁頭主體1處于在硬盤等記錄媒體上浮起的狀態(tài)時(shí)，前述的樞軸位置處的±20μm左右的誤差，會(huì)在沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的浮起距離中產(chǎn)生±7.8nm左右的誤差，在沿節(jié)距方向的浮起距離中產(chǎn)生±1.6nm左右的誤差。
而且在將磁頭主體1與承載臂2組裝起來而形成組合體，并組裝至硬盤裝置等中時(shí)，由于位于記錄媒體上的磁頭主體1的靜止?fàn)顟B(tài)和承載臂的彈簧壓力變動(dòng)的影響，將在磁頭主體1的浮起距離上產(chǎn)生±7.6nm左右的公差。
由于上述的磁頭主體1和承載臂2間的位置確定誤差所產(chǎn)生的前述浮起距離的變動(dòng)，和由于靜止?fàn)顟B(tài)和彈簧壓力等產(chǎn)生的浮起距離的變動(dòng)，即使簡(jiǎn)單地疊加也是相當(dāng)大的，所以會(huì)出現(xiàn)磁頭主體1的浮起距離超過變動(dòng)的允許值的不良制品，進(jìn)而會(huì)使廢品率上升。
近年來隨著記錄密度增大、磁頭主體1上的滑動(dòng)體小型化，使得浮起距離縮短，其允許范圍變窄，進(jìn)而需要對(duì)前述的浮起距離進(jìn)行更精確的控制。
在分析前述的浮起距離變動(dòng)的主要因素時(shí)，可知產(chǎn)生靜止?fàn)顟B(tài)和彈簧壓力的變動(dòng)原因是由整個(gè)磁頭的結(jié)構(gòu)構(gòu)成形式制約著的，為了減小浮起距離的變動(dòng)，就必須精確地對(duì)磁頭主體1和形成在承載臂2上的樞軸3間的相對(duì)位置進(jìn)行位置確定。
為了確定磁頭主體1和樞軸3間的相對(duì)位置，可以用攝像機(jī)對(duì)承載臂2和磁頭主體1的結(jié)合部周邊進(jìn)行放大攝影，在圖像上求解出磁頭主體1上的滑動(dòng)體邊緣部與樞軸3上的中心位置間的距離，并分析這一距離是否位于允許誤差的范圍之內(nèi)。
然而，對(duì)于用攝像機(jī)攝影獲得的圖像，不能用比諸如CCD等光檢測(cè)元件的配置節(jié)距更短的距離實(shí)施分析，因此在確定諸如磁頭主體1上的滑動(dòng)體邊緣部等時(shí)，也不能用比光檢測(cè)元件的配置節(jié)距更短的尺寸實(shí)施位置確定。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠高精度地確定磁頭主體與支撐部件之間的相對(duì)位置的方法和裝置。
本發(fā)明的目的還在于要能夠用比攝像機(jī)中的光檢測(cè)元件的配置節(jié)距更為精細(xì)的尺寸檢測(cè)出諸如磁頭主體等的邊界部。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種使用配置有若干個(gè)光檢測(cè)元件的攝像機(jī)檢測(cè)光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線用的檢測(cè)方法，其特征在于根據(jù)由各個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)出的檢測(cè)光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與各個(gè)光檢測(cè)元件相對(duì)應(yīng)的輝度的區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，并比較沿預(yù)定方向配置的若干個(gè)單位區(qū)域的輝度，從而確定出位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的所述實(shí)際邊界線的位置。
如果舉例來說，當(dāng)對(duì)沿預(yù)定方向配置的若干個(gè)單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行微分，對(duì)輝度微分值為最高的單位區(qū)域和與其相鄰接的若干個(gè)單位區(qū)域的輝度進(jìn)行比較，從而確定出位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的所述實(shí)際邊界線的位置時(shí)，則更好些。
本發(fā)明并不僅限于采用微分方式。當(dāng)不采用微分方式，而是通過對(duì)相鄰接的各單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行比較的方式，也可以確定出預(yù)測(cè)的實(shí)際邊界線的位置。然而當(dāng)采用微分方式時(shí)，可以使各單位區(qū)域之間的輝度變化和噪音相抵消，故當(dāng)通過測(cè)定輝度的峰值位置的方式確定出邊界線時(shí)，可以提高邊界線的確定精度。
本發(fā)明可以用比輝度一定的單位區(qū)域的配置節(jié)距，即CCD攝像機(jī)用的光檢測(cè)元件的配置節(jié)距更小的尺寸，確定出邊界線。
而且，對(duì)于所述邊界線為直線的場(chǎng)合，還可以對(duì)沿著與所述邊界線延伸方向的平行方向配置的單位區(qū)域中的行列中的各單位區(qū)域的輝度進(jìn)行疊加，并求解出其平均值，對(duì)若干列進(jìn)行這種計(jì)算，并且對(duì)各列間的輝度微分值進(jìn)行疊加，并比較其平均值，對(duì)沿著與所述邊界線相交叉的方向上的疊加值和平均值的峰值位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而可以利用這種峰值位置確定出所述邊界線的位置。
而且，當(dāng)包含著所述邊界線的區(qū)域中的相鄰接的各個(gè)單位區(qū)域中的輝度微分值為ai，其中i為正整數(shù)，各個(gè)單位區(qū)域的位置坐標(biāo)為Xi或Yi時(shí)，也可以通過∑(ai×Xi)/∑ai(或∑(ai×Yi)/∑ai)而確定出邊界線的X坐標(biāo)位置或Y坐標(biāo)位置。
而且，對(duì)于所述邊界線為圓弧線或曲線軌跡的情況，當(dāng)包含著所述邊界線的區(qū)域中的相鄰接的各個(gè)單位區(qū)域中的輝度微分值為ai，其中i為正整數(shù)，各個(gè)單位區(qū)域的X坐標(biāo)上的位置為Xi，各個(gè)單位區(qū)域的Y坐標(biāo)上的位置為Yi時(shí)，可以通過∑(ai×Xi)/∑ai和∑(ai×Yi)/∑ai確定位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的輝度微分值為峰值時(shí)的位置，連接各個(gè)單位區(qū)域之間的所述峰值位置，便可以對(duì)所述的邊界線進(jìn)行預(yù)測(cè)。
因此，對(duì)于所述邊界線為圓弧線的情況，可以通過連接各個(gè)單位區(qū)域之間的所述峰值位置的方式確定出圓弧，進(jìn)而根據(jù)這一圓弧對(duì)圓的中心位置進(jìn)行預(yù)測(cè)。
而且，本發(fā)明還提供了一種對(duì)朝向記錄媒體的磁頭主體和支撐這一磁頭主體的支撐部件間實(shí)施位置確定用的方法，其特征在于包括向所述磁頭主體和支撐部件的組合部位施加光，利用配置有若干個(gè)光檢測(cè)元件的攝像機(jī)檢測(cè)反射光；采用如前面所述的任一種邊界線檢測(cè)方法，檢測(cè)所述的磁頭主體的邊緣部的步驟；采用前面所述的檢測(cè)邊界線為圓弧線的方法，通過連接各個(gè)單位區(qū)域之間的所述峰值位置的方式確定出圓弧，根據(jù)這一圓弧對(duì)圓的中心位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，以此檢測(cè)作為設(shè)置在所述支撐部件處的磁頭主體的搖擺支點(diǎn)的、呈凹入狀的樞軸的中心點(diǎn)的步驟；按照使由前述步驟獲得的所述磁頭主體的邊緣部與樞軸的中心點(diǎn)之間的距離位于允許范圍之內(nèi)的方式，調(diào)整磁頭主體與支撐部件間的相對(duì)位置的步驟；在進(jìn)行所述的調(diào)整之后，將磁頭主體與支撐部件相對(duì)固定的步驟。
而且，本發(fā)明還提供了一種對(duì)朝向記錄媒體的磁頭主體和支撐這一磁頭主體的支撐部件間實(shí)施位置確定用的裝置，其特征在于包括向所述磁頭主體和支撐部件的組合部位施加光用的光照射組件；檢測(cè)來自所述磁頭主體和支撐部件的反射光用的、配置有若干個(gè)光檢測(cè)元件的攝像機(jī)；對(duì)于由各個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)出的圖像進(jìn)行處理用的圖像處理裝置；
按照由這一圖像處理裝置檢測(cè)出的、磁頭主體的邊緣部與設(shè)置在所述支撐部件處的、作為磁頭主體的搖擺支點(diǎn)的、呈凹入狀的樞軸的中心點(diǎn)間的距離位于允許范圍之內(nèi)的方式，調(diào)整磁頭主體與支撐部件間的相對(duì)位置用的調(diào)整組件；并且用所述的圖像處理裝置將在圖像上出現(xiàn)的與各個(gè)光檢測(cè)元件相對(duì)應(yīng)的輝度區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，對(duì)沿預(yù)定方向配置的若干個(gè)單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行比較，從而確定出位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的所述磁頭主體的邊緣部和所述樞軸的中心位置。
而且，在前述的磁頭位置確定方法和位置確定裝置中可以使磁頭主體1固定，使支撐部件移動(dòng)而進(jìn)行相對(duì)位置的調(diào)整，也可以使支撐部件固定，使磁頭主體移動(dòng)而進(jìn)行相對(duì)位置的調(diào)整。
本發(fā)明的邊界線檢測(cè)方法不僅僅適用于如前所述的磁頭位置確定方法和位置確定裝置，由于它可以檢測(cè)出光反射率不同的區(qū)域的邊界線，所以還可以應(yīng)用于其它的檢測(cè)部件之間距離的場(chǎng)合。


圖1為表示本發(fā)明的磁頭位置確定裝置的側(cè)面圖。
圖2為表示磁頭主體和支撐部件的組合體的平面圖。
圖3A、圖3B、圖3C為表示檢測(cè)磁頭主體邊緣部用的圖像處理的示意性說明圖。
圖4為表示確定磁頭主體邊緣部位置用的檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)例的示意性說明圖。
圖5A、圖5B、圖5C為表示檢測(cè)設(shè)置在支撐部件處的樞軸中心用的圖像處理的示意性說明圖。
圖6A、圖6B、圖6C、圖6D為確定檢測(cè)樞軸中心用的檢測(cè)方法的一個(gè)實(shí)例的示意性說明圖。
圖7為表示確定樞軸的橢圓部分中的圓形輪廓用的示意性說明圖。
圖8A為表示現(xiàn)有的磁頭位置確定裝置用的平面圖，圖8B為其側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
如上所述的本發(fā)明的邊界線檢測(cè)方法，可以用非常高的精度檢測(cè)出光反射輝度不同的區(qū)域間的邊界線，從而可以用比象素的配置節(jié)距更精細(xì)的尺寸確定邊界線的位置。
而且，當(dāng)采用這種檢測(cè)方法對(duì)磁頭和支撐部件實(shí)施位置確定時(shí)，可以高精度地確定磁頭主體的位置，從而可以使其浮起距離穩(wěn)定化。
圖1為表示本發(fā)明的磁頭位置確定裝置用的側(cè)面圖。
這種磁頭位置確定裝置可以對(duì)如圖2所示的諸如硬盤裝置等中使用的磁頭裝置實(shí)施位置確定。
正如圖2所示，這種磁頭裝置由具有滑動(dòng)體、呈薄膜結(jié)構(gòu)的記錄部和再生部的磁頭主體1，以及通過作為所謂的制動(dòng)安全銷的薄形板簧支撐在磁頭主體1上的、作為支撐部件的承載臂2構(gòu)成。在承載臂2的前部形成有呈凹球面形狀的樞軸3，磁頭主體1由這一樞軸3的頂點(diǎn)支撐著，以這一支撐點(diǎn)作為支點(diǎn)的磁頭主體1還可以通過前述制動(dòng)安全銷的彈性變形而朝向轉(zhuǎn)動(dòng)方向和節(jié)距方向等各個(gè)方向搖擺。
正如圖1所示，在托架4的上面設(shè)置有確定磁頭主體1的位置用的位置確定部件和保持磁頭主體固定用的夾具。
調(diào)整用滑動(dòng)體10以可以在X-Y平面內(nèi)自由移動(dòng)的方式支撐在托架4的上方，調(diào)整銷11a和11b固定在這一調(diào)整用滑動(dòng)體10上。位于承載臂2上的前述位置確定孔2a和2b以嵌入方式保持在調(diào)整銷11a和11b處。
前述的調(diào)整用滑動(dòng)體10可通過沿X軸方向的動(dòng)作器12x和沿Y軸方向的動(dòng)作器12y在X-Y平面內(nèi)作微小的距離移動(dòng)，這樣便可以相對(duì)于磁頭主體1調(diào)整承載臂2的相對(duì)位置。
前述的沿X軸方向的動(dòng)作器12x和沿Y軸方向的動(dòng)作器12y可以由移動(dòng)調(diào)整用滑動(dòng)體10用的滾動(dòng)螺釘和轉(zhuǎn)動(dòng)這種滾動(dòng)螺釘用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)構(gòu)成，也可以由可使調(diào)整用滑動(dòng)體10在X-Y平面內(nèi)作輕微移動(dòng)的壓電元件等構(gòu)成。
與磁頭主體1和承載臂2的前部的組合體相對(duì)的位置還與攝像機(jī)13的位置相對(duì)。在這一攝像機(jī)13上組裝有放大透鏡14，利用攝像機(jī)13內(nèi)的諸如CCD等光檢測(cè)元件，可以獲得放大后的圖像。由攝像機(jī)13獲得的圖像可由圖像處理裝置15進(jìn)行圖像處理。這種圖像處理裝置15可以由計(jì)算機(jī)中的軟件實(shí)施運(yùn)行?？梢愿鶕?jù)這一圖像處理結(jié)果驅(qū)動(dòng)控制器16，并控制動(dòng)作器12x和12y作用于調(diào)整用滑動(dòng)體10的傳送量。
圖3A、圖3B、圖3C為說明對(duì)磁頭主體1和承載臂2的前部的組合部的圖像進(jìn)行圖像處理用的示意性說明圖，圖4為說明確定磁頭主體1的邊緣部位置的過程的示意性說明圖。
圖3A示出了由光照射裝置向承載臂2的前部和磁頭主體1的組合部照射從正上方發(fā)出的平行光，并且由放大透鏡14放大、由攝像機(jī)13捕捉到的圖像。
在承載臂2的兩個(gè)側(cè)部處形成有折曲部2c、2c，這些折曲部2c、2c的端面為由沖壓機(jī)形成的斷裂面，故光的反射率相當(dāng)?shù)?。因此如圖3A所示的圖像，它在承載臂2上的平面部2d的輝度比較高，在折曲部2c、2c的端面處的輝度比較低。
由于形成在承載臂2處的樞軸3呈凹球面狀，所以由上方射入的平行光將在凹球面的內(nèi)面處形成漫反射。因此整個(gè)樞軸3的輝度比較低。僅僅在樞軸3中的凹球面的頂點(diǎn)(底點(diǎn))處，由于光將向正上方反射，從而會(huì)在這一頂點(diǎn)3a的小直徑圓圈的范圍內(nèi)具有比較高的輝度。
磁頭主體1支撐在承載臂2的前部處，在滑動(dòng)體1a的后沿側(cè)端面處還安裝有薄膜元件1b，這種薄膜元件1b構(gòu)成為電感結(jié)構(gòu)的記錄部和在MR元件等中使用的再生部。在如圖3A所示的圖像中，來自滑動(dòng)體1a上側(cè)面的反射光最強(qiáng)，故其上側(cè)面的輝度最高。薄膜元件1b上的輝度比較高，而其周圍處比較暗。
通過這種圖像處理可確定滑動(dòng)體1a的沿X方向的側(cè)面邊緣部X0和沿Y方向的側(cè)面邊緣部Y0，并且可確定樞軸3的頂點(diǎn)3a處的中心點(diǎn)O，由此可以測(cè)定出滑動(dòng)體1a的邊緣部X0和Y0與樞軸3的頂點(diǎn)處的中心點(diǎn)O間的距離。當(dāng)這一距離位于允許范圍之外時(shí)，可以使沿X軸方向的動(dòng)作器12x和沿Y軸方向的動(dòng)作器12y動(dòng)作，在X-Y平面內(nèi)輕微移動(dòng)調(diào)整用滑動(dòng)體10和承載臂2的位置，進(jìn)而調(diào)整磁頭主體1與承載臂2間的相對(duì)位置。而且在當(dāng)滑動(dòng)體1a上的邊緣部X0和Y0與樞軸3上的頂點(diǎn)處的中心點(diǎn)O間的距離位于允許范圍之內(nèi)時(shí)，將磁頭主體1粘接固定在承載臂2的制動(dòng)安全銷處。
下面對(duì)通過圖像處理方式確定磁頭主體1的邊緣部X0的操作步驟進(jìn)行說明。
首先在如圖3A所示的圖像中，在包含有滑動(dòng)體1a上的邊緣部X0部分處設(shè)定窗口Wx，在包含邊緣部Y0的部分處設(shè)定窗口Wy。
對(duì)前述窗口Wx中的沿X方向上的輝度變化進(jìn)行微分，對(duì)前述窗口Wy中的沿Y方向上的輝度變化進(jìn)行微分。這樣，輝度發(fā)生最急劇變化的部分將出現(xiàn)有輝度峰值Px和峰值Py、Py’(參見圖3B)。
前述的峰值Py’為薄膜元件1b的后沿側(cè)端面處的邊界線，將其除去，便可以獲得如圖3C所示的峰值Px和峰值Py。按說應(yīng)該可以用峰值Px表示滑動(dòng)體1a上的沿X方向的側(cè)面邊緣部X0的邊界線，用峰值Py表示滑動(dòng)體1a上的沿Y方向的側(cè)面邊緣部Y0的邊界線。然而在實(shí)際上，在放大承載臂2的前部與磁頭主體1的組合部并獲取其圖像時(shí)，并不能用比攝像機(jī)13上的CCD(光檢測(cè)元件)的間隔更短的精度確定滑動(dòng)體1a的邊界線。
如果舉例來說就是，用攝像機(jī)13獲得由放大透鏡14放大后的圖像時(shí)，并且使一個(gè)光檢測(cè)元件(象素)的寬度與滑動(dòng)體1a的尺寸相對(duì)應(yīng)時(shí)，由一個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)出的范圍為4μm左右。在這種情況下，當(dāng)將圖像的輝度二進(jìn)制化，并且用二進(jìn)制方式確定出輝度的峰值Px或Py時(shí)，在峰值Px或Py的位置上會(huì)產(chǎn)生有±4μm的誤差。這一誤差與采用如圖8所示的現(xiàn)有的機(jī)械或位置確定方法中存在的、在磁頭主體1與樞軸3間的相對(duì)位置公差±20μm相比，是相當(dāng)小的，因此利用二進(jìn)制化的輝度峰值確定滑動(dòng)體1a上的邊緣部X0和Y0，便可以獲得比原來更高的位置確定精度。
而且這一實(shí)施形式還可以用比光檢測(cè)元件(象素)的寬度(比如說4μm)更小的值來確定滑動(dòng)體上的邊緣部的邊界線。
圖4中圖像放大部分為圖3C所示的圖像中的輝度為峰值Px的部分的放大示意圖。其中的圖像的單位區(qū)域G表示的是用攝像機(jī)13中的一個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)出的圖像的區(qū)域，它沿X方向和Y方向的寬度可以為如上所述的4μm。而且在圖4的圖像放大部分，象素(單位區(qū)域G)沿X軸方向的坐標(biāo)位置分別由151～157表示。
所進(jìn)行的圖像處理為對(duì)設(shè)定有窗口Wx的區(qū)域中的輝度變化沿X軸方向微分，而且對(duì)各單位區(qū)域G的微分后的輝度不用二進(jìn)制表示，而是用模擬變化的多進(jìn)制表示。
在如圖4的圖像放大部分所示的圖像中，輝度為峰值的單位區(qū)域在坐標(biāo)上將產(chǎn)生一定的偏置，輝度為峰值的單位區(qū)域G大體位于X坐標(biāo)上的位置“154”處，對(duì)于作為由M所示的部分的兩個(gè)單位區(qū)域G，在X坐標(biāo)上的“155”處的輝度為峰值。
本發(fā)明的邊界線檢測(cè)方法通過對(duì)出現(xiàn)有峰值的各單位區(qū)域和與其相鄰接的單位區(qū)域的輝度進(jìn)行比較，從而確定出滑動(dòng)體1a的邊緣部X0的實(shí)際邊界線。比如說可以對(duì)X坐標(biāo)上的位置“154”處的輝度為峰值的單位區(qū)域的數(shù)目，和X坐標(biāo)上的位置“155”處的輝度為峰值的單位區(qū)域的數(shù)目進(jìn)行比較，從而確定滑動(dòng)體1a上的邊緣部X0的位置。如果舉例來說就是，由于在圖4中，X坐標(biāo)上的位置“154”處的輝度為峰值的單位區(qū)域的數(shù)目為“8”，X坐標(biāo)上的位置“155”處的輝度為峰值的單位區(qū)域的數(shù)目為“2”，所以可以確定在X坐標(biāo)為154+(8/10)＝154.8的位置處存在有邊緣部X0的邊界線。
而且正如圖4中輝度數(shù)值列部分所示，通過對(duì)沿著滑動(dòng)體1a上的邊緣部X0的邊界線延伸方向平行延伸的一列單位區(qū)域G中的各個(gè)輝度實(shí)施疊加的方式，也可以確定輝度的峰值位置。在圖4中的輝度數(shù)值列部分，使與X坐標(biāo)上的位置“157”處沿Y方向并列的各個(gè)單位區(qū)域的輝度數(shù)值化，并對(duì)X坐標(biāo)上的位置“157”處的一列上的各個(gè)輝度實(shí)施疊加。正如圖4中輝度數(shù)值列部分所示，在X坐標(biāo)上的位置“157”處的單位區(qū)域的輝度由上側(cè)起為“23”、“19”、“19”、…等數(shù)值化的值，所以當(dāng)對(duì)該列上的各個(gè)輝度實(shí)施疊加時(shí)，其疊加值為“207”。
對(duì)前述的沿Y方向并列的各個(gè)單位區(qū)域的X坐標(biāo)為“151”、“152”、…的各個(gè)列，即圖像上的位于峰值位置處的列和與其相鄰接的各個(gè)列上的單位區(qū)域的輝度進(jìn)行疊加。
圖4中輝度微分值的疊加曲線圖部分以曲線圖的方式示出了沿Y方向并列的各個(gè)列上的輝度的疊加值。在X坐標(biāo)為“151”、“152”、“153”、…的各個(gè)列中，對(duì)輝度實(shí)施疊加，并且對(duì)各個(gè)列的疊加值進(jìn)行比較。在圖4中輝度微分值的疊加曲線圖部分示出了連接各個(gè)疊加值的曲線，這一曲線的峰值位置(峰值預(yù)測(cè)位置)確定著滑動(dòng)體1a上的邊緣部X0的邊界線的位置。
而且，通過求解沿Y方向延伸的各個(gè)列上的各單位區(qū)域(象素)的輝度的平均值，求解如圖4中輝度微分值的疊加曲線圖部分所示的曲線，也可以由這種峰值確定出邊緣部X0的位置。
通過在如圖3A所示的窗口Wy中，對(duì)沿X方向并列的各個(gè)列上單位區(qū)域中的象素的輝度實(shí)施疊加并求解平均值的方式，便可以與圖4所示的相類似，確定出滑動(dòng)體1a上的沿Y方向的邊緣部Y0的邊界線。
下面參考圖5A、圖5B、圖5C、圖6A、圖6B、圖6C、圖6D和圖7，對(duì)確定形成在承載臂2處的樞軸3上的頂點(diǎn)3a處的中心點(diǎn)的圖像處理方法進(jìn)行說明。
首先如圖5B所示，在包含有樞軸3上的頂點(diǎn)3a的小直徑、高輝度的圓形區(qū)域內(nèi)設(shè)定窗口Wo。這時(shí)將預(yù)定大小的圓形區(qū)域之外的輝度變化，即如圖5B中的“×”所示的部分略去。通過求解如圖5B所示的窗口Wo內(nèi)的圓形部分的曲率中心的方式，便可以確定出樞軸3上的頂點(diǎn)3a處的中心點(diǎn)O，但在下面的實(shí)例中，為了更正確地確定中心點(diǎn)O，還如圖5C所示，對(duì)頂點(diǎn)3a的圓形部分的輪廓(邊界線)附近的輝度變化進(jìn)行微分，以獲得輝度微分值為峰值的圓。
然而由于輝度的微分值為峰值的圓的直徑非常小，所以比如說如圖7所示，用圖像上輝度微分值為最高值的象素并不能形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓。這將對(duì)圓形中心點(diǎn)O的確定精度產(chǎn)生一定的限制。
通過進(jìn)行如圖6所示的圖像處理的方式，可以在一個(gè)象素(單位區(qū)域G)內(nèi)確定現(xiàn)有的輝度微分值為峰值的位置，即可確定出穿過現(xiàn)有的圓形軌跡的點(diǎn)。
首先如圖6A所示，沿著圓的輪廓，確定出各個(gè)部分通過圓的輪廓的點(diǎn)。圖6B為圖6A中示出的Wo1部分的放大示意圖。對(duì)于通過圓的部分Wo1，象素(單位區(qū)域G)位置的X坐標(biāo)位置Xi為“135”、“136”、“137”，Y坐標(biāo)位置Yi為“311”、“312”、“313”。
在圖6B中，位于中心位置(Xi，Yi)＝(136，312)的坐標(biāo)位置處的單位區(qū)域G(136，312)的輝度微分值比較高。因此通過圓形輪廓的點(diǎn)Gg被確定位于單位區(qū)域G(136，312)之內(nèi)。
首先對(duì)單位區(qū)域G(136，312)和與這一單位區(qū)域相鄰接的單位區(qū)域沿X軸方向的輝度微分值的變化，以及沿Y軸方向的輝度微分值的變化進(jìn)行比較。
對(duì)于X軸而言，是對(duì)單位區(qū)域G(136，312)和與其左側(cè)相鄰接的單位區(qū)域G(135，312)、與其右側(cè)相鄰接的單位區(qū)域G(137，312)的輝度微分值進(jìn)行比較。圖6C以數(shù)值化的形式示出了各個(gè)單位區(qū)域的輝度微分值ai。單位區(qū)域G(136，312)的輝度微分值ai為“121”，單位區(qū)域G(135，312)的輝度微分值ai為“56”，單位區(qū)域G(137，312)的輝度微分值ai為“135”。
當(dāng)計(jì)算∑(ai×Xi)/∑ai時(shí)，有{(56×135)+(121×136)+(135×137)}/(56+121+135)＝136.25。它就是在單位區(qū)域G(136，312)內(nèi)的、輝度微分值為峰值的位置，即穿過圓形輪廓的點(diǎn)Gg的X坐標(biāo)位置。
對(duì)于Y軸而言，是對(duì)單位區(qū)域G(136，312)和與其上方相鄰接的單位區(qū)域G(136，311)、與單位區(qū)域G(136，312)的正下方相鄰接的單位區(qū)域G(136，313)的輝度微分值進(jìn)行比較。正如圖6C所示，單位區(qū)域G(136，312)的輝度微分值ai為“121”，單位區(qū)域G(136，311)的輝度微分值ai為“90”，單位區(qū)域G(136，313)的輝度微分值ai為“70”。
當(dāng)計(jì)算∑(ai×Yi)/∑ai時(shí)，有{(90×311)+(121×312)+(70×313)}/(90+121+70)＝311.92。它就是在單位區(qū)域G(136，312)內(nèi)的、輝度微分值為峰值的位置，即穿過圓形輪廓的點(diǎn)Gg的Y坐標(biāo)位置。
由上可知，位于單位區(qū)域G(136，312)內(nèi)的、通過實(shí)際邊界線的圓形輪廓的點(diǎn)Gg的坐標(biāo)為Gg(136.25，311.92)。
可以由這些點(diǎn)求解出在各個(gè)輝度微分值比較高的單位區(qū)域中的各個(gè)點(diǎn)Gg的坐標(biāo)，連接這些點(diǎn)Gg，便可以確定出樞軸3上的頂點(diǎn)3a的輪廓，它是如圖7所示的正圓。通過計(jì)算出運(yùn)一圓的曲率中心的方式，便可以確定出頂點(diǎn)3a的中心點(diǎn)O。
如圖1所示的位置確定裝置通過使滑動(dòng)體1a上的邊緣部X0和Y0與頂點(diǎn)3a上的中心點(diǎn)O間的X坐標(biāo)距離和Y坐標(biāo)距離位于允許范圍之內(nèi)的方式，便可以確定磁頭主體1與承載臂2間的預(yù)定位置，并將磁頭主體1相對(duì)固定在承載臂2上。
采用前述的圖像處理方式，可以在大約4μm見方的單位區(qū)域(象素)G內(nèi)確定出輝度的邊界(由微分所獲得的峰值)的位置，所以可以使磁頭主體1的邊緣部X0和Y0的位置和樞軸3的中心點(diǎn)O的坐標(biāo)誤差在±1μm以下，從而可以高精度地實(shí)施磁頭主體1與承載臂2間的位置確定。
當(dāng)樞軸的中心點(diǎn)坐標(biāo)誤差在±1μm以下時(shí)，可以使沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的浮起距離的變化在±0.39nm以下。這僅為原來沿轉(zhuǎn)動(dòng)方向的浮起變化(±7.8nm)的大約1/20。而且，沿節(jié)距方向的浮起距離的變化將在±0.08nm以下。這也僅為原來沿節(jié)距方向的浮起變化(±1.6nm)的大約1/20。
權(quán)利要求
1.一種磁頭位置確定方法，它是一種對(duì)朝向記錄媒體的磁頭主體和支撐這一磁頭主體的支撐部件間實(shí)施位置確定用的方法，其特征在于包括采用向所述磁頭主體和支撐部件的組合部位施加光，利用配置有若干個(gè)光檢測(cè)元件的攝像機(jī)檢測(cè)光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線用的檢測(cè)方法，根據(jù)對(duì)各個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)出的檢測(cè)光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與各個(gè)光檢測(cè)元件相對(duì)應(yīng)的輝度的區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，并比較沿預(yù)定方向配置的若干個(gè)單位區(qū)域的輝度，從而確定出位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的所述實(shí)際邊界線的位置的步驟；通過在各個(gè)單位區(qū)域之間連接所述確定的邊界線的位置，確定出設(shè)置在所述支撐部件處的、作為磁頭主體的搖擺支點(diǎn)的、呈凹入狀且其輪廓呈圓弧狀的樞軸的圓弧，根據(jù)這一圓弧對(duì)圓的中心位置進(jìn)行檢測(cè)的步驟；按照使由前述的步驟獲得的所述磁頭主體的邊緣部與樞軸的中心點(diǎn)之間的距離位于允許范圍之內(nèi)的方式，調(diào)整磁頭主體與支撐部件間的相對(duì)位置的步驟；在進(jìn)行所述的調(diào)整之后，將磁頭主體與支撐部件相對(duì)固定的步驟。
2.一種磁頭位置確定方法，它是一種對(duì)朝向記錄媒體的磁頭主體和支撐這一磁頭主體的支撐部件間實(shí)施位置確定用的方法，其特征在于包括采用向所述磁頭主體和支撐部件的組合部位施加光，利用配置有若干個(gè)光檢測(cè)元件的攝像機(jī)檢測(cè)光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線用的檢測(cè)方法，根據(jù)對(duì)各個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)出的檢測(cè)光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與各個(gè)光檢測(cè)元件相對(duì)應(yīng)的輝度的區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，對(duì)沿預(yù)定方向配置的若干個(gè)單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行微分，對(duì)輝度微分值為最高的單位區(qū)域和與其相鄰接的若干個(gè)單位區(qū)域的輝度進(jìn)行比較，并且當(dāng)包含著所述邊界線的區(qū)域中的相鄰接的各個(gè)單位區(qū)域中的輝度微分值為ai，其中i為正整數(shù)，各個(gè)單位區(qū)域的位置坐標(biāo)為Xi或Yi時(shí)，通過∑(ai×Xi)/∑ai(或∑(ai×Yi)/∑ai)而確定出邊界線的X坐標(biāo)位置或Y坐標(biāo)位置的步驟；確定所述的實(shí)際邊界線的位置位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的步驟；通過在各個(gè)單位區(qū)域之間連接所述確定的邊界線的位置，確定出設(shè)置在所述支撐部件處的、作為磁頭主體的搖擺支點(diǎn)的、呈凹入狀且其輪廓呈圓弧狀的樞軸的圓弧，根據(jù)這一圓弧對(duì)圓的中心位置進(jìn)行檢測(cè)的步驟；按照使由前述的步驟獲得的所述磁頭主體的邊緣部與樞軸的中心點(diǎn)之間的距離位于允許范圍之內(nèi)的方式，調(diào)整磁頭主體與支撐部件間的相對(duì)位置的步驟；在進(jìn)行所述的調(diào)整之后，將磁頭主體與支撐部件相對(duì)固定的步驟。
3.一種磁頭位置確定裝置，它是一種對(duì)朝向記錄媒體的磁頭主體和支撐這一磁頭主體的支撐部件間實(shí)施位置確定用的裝置，其特征在于包括向所述磁頭主體和支撐部件的組合部位施加光用的光照射組件；檢測(cè)由所述磁頭主體和支撐部件給出的反射光用的、配置有若干個(gè)光檢測(cè)元件的攝像機(jī)；對(duì)于由各個(gè)光檢測(cè)元件檢測(cè)出的圖像進(jìn)行處理用的圖像處理裝置；按照使由這一圖像處理裝置檢測(cè)出的、磁頭主體的邊緣部與設(shè)置在所述支撐部件處的、作為磁頭主體的搖擺支點(diǎn)的、呈凹入狀的樞軸的中心點(diǎn)間的距離位于允許范圍之內(nèi)的方式，調(diào)整磁頭主體與支撐部件間的相對(duì)位置用的調(diào)整組件；并且用所述的圖像處理裝置將在圖像上出現(xiàn)的與各個(gè)光檢測(cè)元件相對(duì)應(yīng)的輝度的區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，對(duì)沿預(yù)定方向配置的若干個(gè)單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行比較，從而確定出位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的所述磁頭主體的邊緣部和所述樞軸的中心位置。
全文摘要
使用邊界線檢測(cè)方法的磁頭位置確定方法和裝置，該方法包括采用向磁頭主體和支撐部件的組合部位施加光，利用配置有光檢測(cè)元件的攝像機(jī)檢測(cè)光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線的檢測(cè)方法，根據(jù)對(duì)檢測(cè)出的檢測(cè)光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與光檢測(cè)元件相對(duì)應(yīng)的輝度的區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，比較沿預(yù)定方向配置的單位區(qū)域的輝度，以確定位于一個(gè)單位區(qū)域內(nèi)的實(shí)際邊界線的位置；通過在單位區(qū)域間連接所述確定的邊界線的位置，確定樞軸的圓弧，根據(jù)該圓弧對(duì)圓的中心位置進(jìn)行檢測(cè)；按使由前述步驟獲得的磁頭主體的邊緣部與樞軸的中心點(diǎn)間的距離位于允許范圍內(nèi)的方式，調(diào)整磁頭主體與支撐部件間相對(duì)位置；調(diào)整后，將磁頭主體與支撐部件相對(duì)固定。
文檔編號(hào)G06T1/00GK1495663SQ0214598
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期1998年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月31日
發(fā)明者小澤利亮, 森山莊市, 相村浩, 市 申請(qǐng)人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社