專利名稱：邊界線檢測方法及使用該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)明涉及通過圖像處理方式確定反射光量不同的區(qū)域之間的邊界線用的邊界線檢測方法，以及采用這種檢測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。
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，它由滑動體、設(shè)置在這種滑動體的后沿側(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的頂點與磁頭主體的上側(cè)面呈點接觸，從而使磁頭主體1以樞軸3的頂點作為支點，在朝向轉(zhuǎn)動方向和節(jié)距方向等各個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，其各個步驟為在沿著L方向間斷移動的托架4的上面處，形成處于直角位置的臺階部4a和4b，并通過夾具將磁頭主體1上的滑動體2的側(cè)面擠壓在前述的臺階部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前端處的制動安全銷與磁頭主體1粘接固定。
對于這種磁頭，磁頭主體1與樞軸3間的相對位置對磁頭主體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，對磁頭主體1與樞軸3間的相對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間的相對位置加工公差，會產(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)計時預(yù)定的與樞軸3間的接觸位置，與實際上樞軸3與磁頭主體1相接觸的位置之間，會產(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，前述的樞軸位置處的±20μm左右的誤差，會在沿轉(zhuǎn)動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，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，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，即使簡單地疊加也是相當(dāng)大的，所以會出現(xiàn)磁頭主體1的浮起距離超過變動的允許值的不良制品，進(jìn)而會使廢品率上升。
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的主要因素時，可知產(chǎn)生靜止?fàn)顟B(tài)和彈簧壓力的變動原因是由整個磁頭的結(jié)構(gòu)構(gòu)成形式制約著的，為了減小浮起距離的變動，就必須精確地對磁頭主體1和形成在承載臂2上的樞軸3間的相對位置進(jìn)行位置確定。
為了確定磁頭主體1和樞軸3間的相對位置，可以用攝像機對承載臂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，對于用攝像機攝影獲得的圖像，不能用比諸如CCD等光檢測元件的配置節(jié)距更短的距離實施分析，因此在確定諸如磁頭主體1上的滑動體邊緣部等時，也不能用比光檢測元件的配置節(jié)距更短的尺寸實施位置確定。
本發(fā)明就是要解決上述問題，其目的是要能夠高精度地確定磁頭主體與支撐部件之間的相對位置。
本發(fā)明的目的還在于要能夠用比攝像機中的光檢測元件的配置節(jié)距更為精細(xì)的尺寸檢測出諸如磁頭主體等的邊界部。
本發(fā)明提供了一種使用配置有若干個光檢測元件的攝像機檢測光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線用的檢測方法，其特征在于根據(jù)由各個光檢測元件檢測出的檢測光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與各個光檢測元件相對應(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單位區(qū)域的輝度，從而確定出位于一個單位區(qū)域內(nèi)的所述實際邊界線的位置。
如果舉例來說，當(dāng)對沿預(yù)定方向配置的若干個單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行微分，對輝度微分值為最高的單位區(qū)域和與其相鄰接的若干個單位區(qū)域的輝度進(jìn)行比較，從而確定出位于一個單位區(qū)域內(nèi)的所述實際邊界線的位置時，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)測的實際邊界線的位置。然而當(dāng)采用微分方式時，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)通過測定輝度的峰值位置的方式確定出邊界線時，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攝像機用的光檢測元件的配置節(jié)距更小的尺寸，確定出邊界線。
而且，對于所述邊界線為直線的場合，還可以對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，對若干列進(jìn)行這種計算，并且對各列間的輝度微分值進(jìn)行疊加，并比較其平均值，對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，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單位區(qū)域中的輝度微分值為ai(其中i為正整數(shù))，各個單位區(qū)域的位置坐標(biāo)為Xi(或Yi)時，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(Y坐標(biāo)位置)。
而且，對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單位區(qū)域中的輝度微分值為ai(其中i為正整數(shù))，各個單位區(qū)域的X坐標(biāo)上的位置為Xi，各個單位區(qū)域的Y坐標(biāo)上的位置為Yi時，可以通過∑(ai×Xi)/∑ai和∑(ai×Yi)/∑ai確定位于一個單位區(qū)域內(nèi)的輝度微分值為峰值時的位置，連接各個單位區(qū)域之間的所述峰值位置，便可以對所述的邊界線進(jìn)行預(yù)測。
因此，對于所述邊界線為圓弧線的情況，可以通過連接各個單位區(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)這一圓弧對圓的中心位置進(jìn)行預(yù)測。
而且，本發(fā)明還提供了一種對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，利用配置有若干個光檢測元件的攝像機檢測反射光；采用如前面所述的任一種邊界線檢測方法，檢測所述的磁頭主體的邊緣部的步驟；采用前面所述的檢測邊界線為圓弧線的方法，通過連接各個單位區(qū)域之間的所述峰值位置的方式確定出圓弧，根據(jù)這一圓弧對圓的中心位置進(jìn)行預(yù)測，以此檢測作為設(shè)置在所述支撐部件處的磁頭主體的搖擺支點的、呈凹入狀的樞軸的中心點的步驟；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固定的步驟。
而且，本發(fā)明還提供了一種對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、配置有若干個光檢測元件的攝像機；對于由各個光檢測元件檢測出的圖像進(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的、呈凹入狀的樞軸的中心點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)的與各個光檢測元件相對應(yīng)的輝度區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，對沿預(yù)定方向配置的若干個單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行比較，從而確定出位于一個單位區(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，使支撐部件移動而進(jìn)行相對位置的調(diào)整，也可以使支撐部件固定，使磁頭主體移動而進(jìn)行相對位置的調(diào)整。
本發(fā)明的邊界線檢測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)用于其它的檢測部件之間距離的場合。
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方法的一個實例的示意性說明圖。
圖5A、圖5B、圖5C為表示檢測設(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為確定檢測樞軸中心用的檢測方法的一個實例的示意性說明圖。
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。
下面參考


本發(fā)明的最佳實施例。
如上所述的本發(fā)明的邊界線檢測方法，可以用非常高的精度檢測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)采用這種檢測方法對磁頭和支撐部件實施位置確定時，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如圖2所示的諸如硬盤裝置等中使用的磁頭裝置實施位置確定。
正如圖2所示，這種磁頭裝置由具有滑動體、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的頂點支撐著，以這一支撐點作為支點的磁頭主體1還可以通過前述制動安全銷的彈性變形而朝向轉(zhuǎn)動方向和節(jié)距方向等各個方向搖擺。
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)整用滑動體10以可以在X-Y平面內(nèi)自由移動的方式支撐在托架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)整用滑動體10可通過沿X軸方向的動作器12x和沿Y軸方向的動作器12y在X-Y平面內(nèi)作微小的距離移動，這樣便可以相對于磁頭主體1調(diào)整承載臂2的相對位置。
前述的沿X軸方向的動作器12X和沿Y軸方向的動作器12y可以由移動調(diào)整用滑動體10用的滾動螺釘和轉(zhuǎn)動這種滾動螺釘用的步進(jìn)電動機構(gòu)成，也可以由可使調(diào)整用滑動體10在X-Y平面內(nèi)作輕微移動的壓電元件等構(gòu)成。
與磁頭主體1和承載臂2的前部的組合體相對的位置還與攝像機13的位置相對。在這一攝像機13上組裝有放大透鏡14，利用攝像機13內(nèi)的諸如CCD等光檢測元件，可以獲得放大后的圖像。由攝像機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可以由計算機中的軟件實施運行?？梢愿鶕?jù)這一圖像處理結(jié)果驅(qū)動控制器16，并控制動作器12x和12y作用于調(diào)整用滑動體10的傳送量。
圖3A、圖3B、圖3C為說明對磁頭主體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13捕捉到的圖像。
在承載臂2的兩個側(cè)部處形成有折曲部2c、2c，這些折曲部2c、2c的端面為由沖壓機形成的斷裂面，故光的反射率相當(dāng)?shù)汀Ｒ虼巳鐖D3A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。因此整個樞軸3的輝度比較低。僅僅在樞軸3中的凹球面的頂點(底點)處，由于光將向正上方反射，從而會在這一頂點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，來自滑動體1a上側(cè)面的反射光最強，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3a處的中心點O，由此可以測定出滑動體1a的邊緣部X0和Y0與樞軸3的頂點處的中心點O間的距離。當(dāng)這一距離位于允許范圍之外時，可以使沿X軸方向的動作器12x和沿Y軸方向的動作器12y動作，在X-Y平面內(nèi)輕微移動調(diào)整用滑動體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間的相對位置。而且在當(dāng)滑動體1a上的邊緣部X0和Y0與樞軸3上的頂點處的中心點O間的距離位于允許范圍之內(nèi)時，將磁頭主體1粘接固定在承載臂2的制動安全銷處。
下面對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。
對前述窗口Wx中的沿X方向上的輝度變化進(jìn)行微分，對前述窗口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表示滑動體1a上的沿Y方向的側(cè)面邊緣部Y0的邊界線。然而在實際上，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，并不能用比攝像機13上的CCD(光檢測元件)的間隔更短的精度確定滑動體1a的邊界線。
如果舉例來說就是，用攝像機13獲得由放大透鏡14放大后的圖像時，并且使一個光檢測元件(象素)的寬度與滑動體1a的尺寸相對應(yīng)時，由一個光檢測元件檢測出的范圍為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，在峰值Px或Py的位置上會產(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。
而且這一實施形式還可以用比光檢測元件(象素)的寬度(比如說4μm)更小的值來確定滑動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13中的一個光檢測元件檢測出的圖像的區(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，對于作為由M所示的部分的兩個單位區(qū)域G，在X坐標(biāo)上的“155”處的輝度為峰值。
本發(fā)明的邊界線檢測方法通過對出現(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，從而確定出滑動體1a的邊緣部X0的實際邊界線。比如說可以對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，通過對沿著滑動體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中的各個輝度實施疊加的方式，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方向并列的各個單位區(qū)域的輝度數(shù)值化，并對X坐標(biāo)上的位置“157”處的一列上的各個輝度實施疊加。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)對該列上的各個輝度實施疊加時，其疊加值為“207”。
對前述的沿Y方向并列的各個單位區(qū)域的X坐標(biāo)為“151’、“152”、…的各個列，即圖像上的位于峰值位置處的列和與其相鄰接的各個列上的單位區(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方向并列的各個列上的輝度的疊加值。在X坐標(biāo)為“151”、“152”、“153”、…的各個列中，對輝度實施疊加，并且對各個列的疊加值進(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疊加值的曲線，這一曲線的峰值位置(峰值預(yù)測位置)確定著滑動體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，對沿X方向并列的各個列上單位區(qū)域中的象素的輝度實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，對確定形成在承載臂2處的樞軸3上的頂點3a處的中心點的圖像處理方法進(jìn)行說明。
首先如圖5B所示，在包含有樞軸3上的頂點3a的小直徑、高輝度的圓形區(qū)域內(nèi)設(shè)定窗口Wo。這時將預(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3a處的中心點O，但在下面的實例中，為了更正確地確定中心點O，還如圖5C所示，對頂點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標(biāo)準(zhǔn)的圓。這將對圓形中心點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。
首先如圖6A所示，沿著圓的輪廓，確定出各個部分通過圓的輪廓的點。圖6B為圖6A中示出的Wo1部分的放大示意圖。對于通過圓的部分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Gg被確定位于單位區(qū)域G(136,312)之內(nèi)。
首先對單位區(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。
對于X軸而言，是對單位區(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)計算∑(ai×Xi)/∑ai時，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Gg的X坐標(biāo)位置。
對于Y軸而言，是對單位區(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)計算∑(ai×Yi)/∑ai時，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、通過實際邊界線的圓形輪廓的點Gg的坐標(biāo)為Gg(136.25,311.92)。
可以由這些點求解出在各個輝度微分值比較高的單位區(qū)域中的各個點Gg的坐標(biāo)，連接這些點Gg，便可以確定出樞軸3上的頂點3a的輪廓，它是如圖7所示的正圓。通過計算出這一圓的曲率中心的方式，便可以確定出頂點3a的中心點O。
如圖1所示的位置確定裝置通過使滑動體1a上的邊緣部X0和Y0與頂點3a上的中心點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O的坐標(biāo)誤差在±1μm以下，從而可以高精度地實施磁頭主體1與承載臂2間的位置確定。
當(dāng)樞軸的中心點坐標(biāo)誤差在±1μm以下時，可以使沿轉(zhuǎn)動方向的浮起距離的變化在±0.39nm以下。這僅為原來沿轉(zhuǎn)動方向的浮起變化(±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
1．一種邊界線檢測方法，它是一種使用配置有若干個光檢測元件的攝像機檢測光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線用的檢測方法，其特征在于根據(jù)對各個光檢測元件檢測出的檢測光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與各個光檢測元件相對應(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單位區(qū)域的輝度，從而確定出位于一個單位區(qū)域內(nèi)的所述實際邊界線的位置。
2．一種如權(quán)利要求1所述的邊界線檢測方法，其特征在于，對沿預(yù)定方向配置的若干個單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行微分，對輝度微分值為最高的單位區(qū)域和與其相鄰接的若干個單位區(qū)域的輝度進(jìn)行比較，從而確定出位于一個單位區(qū)域內(nèi)的所述實際邊界線的位置。
3．一種如權(quán)利要求2所述的邊界線檢測方法，其特征在于，所述邊界線為直線的情況下，對沿著與所述的邊界線延伸方向的平行方向配置的單位區(qū)域中的列中的各單位區(qū)域的輝度微分值進(jìn)行疊加，并求解出其平均值，對若干列進(jìn)行這種計算，并且對各列間的輝度微分值進(jìn)行疊加，并比較其平均值，對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，從而利用這種峰值位置確定出所述邊界線的位置。
4．一種如權(quán)利要求2所述的邊界線檢測方法，其特征在于，當(dāng)包含著所述邊界線的區(qū)域中的相鄰接的各個單位區(qū)域中的輝度微分值為ai(其中i為正整數(shù))，各個單位區(qū)域的位置坐標(biāo)為Xi(或Yi)時，通過∑(ai×Xi)/∑ai(或∑(ai×Yi)/∑ai)而確定出邊界線的X坐標(biāo)位置(Y坐標(biāo)位置)。
5．一種如權(quán)利要求2所述的邊界線檢測方法，其特征在于，所述邊界線為圓弧線或曲線軌跡的情況下，當(dāng)包含著所述邊界線的區(qū)域中的相鄰接的各個單位區(qū)域中的輝度微分值為ai(其中i為正整數(shù))，各個單位區(qū)域的X坐標(biāo)上的位置為Xi，各個單位區(qū)域的Y坐標(biāo)上的位置為Yi時，通過∑(ai×Xi)/∑ai和∑(ai×Yi)/∑ai確定位于一個單位區(qū)域內(nèi)的輝度微分值為峰值時的位置，連接各個單位區(qū)域之間的所述峰值位置，從而對所述的邊界線進(jìn)行預(yù)測。
6．一種如權(quán)利要求5所述的邊界線檢測方法，其特征在于，在所述邊界線為圓弧線的情況下，通過連接各個單位區(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)這一圓弧對圓的中心位置進(jìn)行預(yù)測。
7．一種磁頭位置確定方法，它是一種對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，利用配置有若干個光檢測元件的攝像機檢測光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線用的檢測方法，根據(jù)對各個光檢測元件檢測出的檢測光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與各個光檢測元件相對應(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單位區(qū)域的輝度，從而確定出位于一個單位區(qū)域內(nèi)的所述實際邊界線的位置的步驟；采用如權(quán)利要求6所述的邊界線檢測方法，檢測作為設(shè)置在所述支撐部件處的、作為磁頭主體的搖擺支點的、呈凹入狀的樞軸的中心點的步驟；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固定的步驟。
8．一種磁頭位置確定方法，它是一種對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，利用配置有若干個光檢測元件的攝像機檢測光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線用的檢測方法，根據(jù)對各個光檢測元件檢測出的檢測光量進(jìn)行圖像處理，在圖像上將出現(xiàn)有與各個光檢測元件相對應(yīng)的輝度的區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，對沿預(yù)定方向配置的若干個單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行微分，對輝度微分值為最高的單位區(qū)域和與其相鄰接的若干個單位區(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單位區(qū)域中的輝度微分值為ai(其中i為正整數(shù))，各個單位區(qū)域的位置坐標(biāo)為Xi(或Yi)時，通過∑(ai×Xi)/∑ai(或∑(ai×Yi)/∑ai)而確定出邊界線的X坐標(biāo)位置(Y坐標(biāo)位置)的步驟；確定所述的實際邊界線的位置位于一個單位區(qū)域內(nèi)的步驟；采用如權(quán)利要求6所述的邊界線檢測方法，檢測作為設(shè)置在所述支撐部件處的、作為磁頭主體的搖擺支點的、呈凹入狀的樞軸的中心點的步驟；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固定的步驟。
9．一種磁頭位置確定方法，它是一種對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，利用配置有若干個光檢測元件的攝像機檢測反射光；采用如權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一個權(quán)利要求所述的邊界線檢測方法，檢測所述的磁頭主體的邊緣部的步驟；采用如權(quán)利要求6所述的邊界線檢測方法，檢測作為設(shè)置在所述支撐部件處的、作為磁頭主體的搖擺支點的、呈凹入狀的樞軸的中心點的步驟；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固定的步驟。
10．一種磁頭位置確定裝置，它是一種對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、配置有若干個光檢測元件的攝像機；對于由各個光檢測元件檢測出的圖像進(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的、呈凹入狀的樞軸的中心點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)的與各個光檢測元件相對應(yīng)的輝度的區(qū)域設(shè)定為單位區(qū)域，對沿預(yù)定方向配置的若干個單位區(qū)域間的輝度進(jìn)行比較，從而確定出位于一個單位區(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
本發(fā)明在檢測由攝像機捕捉到的圖像上的光反射率不同的區(qū)域之間的邊界線時,可以對所述邊界線附近的輝度變化進(jìn)行微分。對于與沿邊界線延伸方向(Y方向)并列的象素相當(dāng)?shù)膯挝粎^(qū)域G,對各列的輝度微分值進(jìn)行疊加,進(jìn)而描繪出各列之間的輝度微分值的疊加值的變化曲線,確定出作為邊界線XO位置的峰值位置。因此可以用比單位區(qū)域間的尺寸更高的精度確定出邊界線的位置。
文檔編號G11B21/08GK1207539SQ98117118
公開日1999年2月10日 申請日期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 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社