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発明の名称 記録再生ヘッドの位置測定装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−7136
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−150491
出願日 平成7年(1995)6月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】山口 邦夫 (外1名)
発明者 元村 唯一
要約 目的
常に安定して正確な位置でヘッド位置を測定できるようにした記録再生ヘッド位置測定装置を提供する。

構成
記録再生ヘッド11が配設されたドラム12に近接して配置され、ヘッド11の回転中にヘッド11を含む回転周面の凹凸を連続して測定する突出量測定装置15と、ヘッド11自身またはヘッド11の取付部における突出量測定装置15の測定量の変化からトリガ信号を発生するトリガ信号発生装置22と、トリガ信号により突出量測定装置15の出力を取り込む処理装置21とを有する。
特許請求の範囲
【請求項1】 記録再生ヘッドが配設されたドラムに近接して配置され、前記ヘッドの回転中に該ヘッドを含む回転周面の凹凸を連続して測定する突出量測定装置と、前記ヘッド自身または該ヘッドの取付部における前記突出量測定装置の測定量の変化からトリガ信号を発生するトリガ信号発生装置と、前記トリガ信号により前記突出量測定装置の出力を取り込む処理装置とを有することを特徴とする記録再生ヘッドの位置測定装置。
【請求項2】 前記ヘッドは回転ドラムの円周面に形成されたヘッド取付穴内に搭載され、前記突出量測定装置は前記回転ドラムに光を照射する発光部と該回転ドラムからの反射光を受光する受光部とを有し、前記トリガ信号発生装置は前記回転ドラムの円周面と前記ヘッド取付穴との光反射率の相違に起因する前記受光部での受光量の変化からトリガ信号を発生することを特徴とする請求項1記載の記録再生ヘッドの位置測定装置。
【請求項3】 前記トリガ信号発生装置は前記ヘッド自身の形状の変化に起因する前記突出量測定装置の測定量の変化からトリガ信号を発生することを特徴とする請求項1記載の記録再生ヘッドの位置測定装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば高品位の映像を記録再生するビデオテープレコーダやデータレコーダに適用して好適な記録再生ヘッドの位置測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ビデオテープレコーダ等に使用される磁気ヘッドは磁気テープが摺接することによって記録再生を行うので、使用に伴って磁気ヘッドは次第に摩耗する。磁気ヘッドが摩耗すると、それに応じて磁気ヘッドの磁気変換特性などが変化するので、特に放送局で使用されるような高品位用ビデオテープレコーダにおいてはこれを補償するように記録電流の大きさや、再生イコライザ回路の特性等を調整し直す必要が生じる。
【0003】そこで従来、摩耗量によって変化する磁気ヘッドの突き出し量を光学的手法を用いた突出量測定装置にて測定し、測定結果に基づいて摩耗の状態を表示やアラームで操作者に告知したり、摩耗の状態に応じて記録再生系を時々刻々に調整することが行われている。
【0004】図8はこの突出量測定装置の測定原理を示す図である。図8に示すように、突出量測定装置51は、発光部である半導体レーザ発光素子52と受光部である光位置検出素子53を有し、半導体レーザ発光素子52は集光レンズLEN1を通して磁気ヘッド54の磁気テープ摺接面Mに向けて回転ドラム55の法線に対して45度の傾きでレーザ光LA1を照射し、摺接面Mで反射した光ビームLA2を集光レンズLEN2を通して光位置検出素子53で受光する。
【0005】摩耗のない状態では磁気ヘッド54の摺接面Mで反射された光ビームLA2は光位置検出素子53上の点I1 を照射する。いま、磁気ヘッド54が摩耗により破線で示す位置に後退すると、磁気ヘッド54の摺接面Mで反射された光ビームLA2は破線で示す光路を通って光位置検出素子53上の点I2 を照射することとなる。光位置検出素子53は光ビームLA2のこの受光位置に対応する位置検出信号SO を発生し、この位置検出信号SO に基づいて位置検出回路56において磁気ヘッド54の回転ドラム55からの突出量または摩耗量を測定するようになされている。
【0006】次に従来のヘッド突き出し量を測定するヘッド位置測定装置の構成図を図9に示す。図9に示すように磁気ヘッド54は回転ドラム(例えば上ドラム55)に搭載され、ドラムモータ57により一定速度で回転駆動される。回転ドラム55に近接して突出量測定装置51が配設される。
【0007】この突出量測定装置51による測定は回転ドラム55の回転中連続してなされ、突出量測定装置51は磁気ヘッド54を含む回転ドラム55の回転円周面の凹凸(断面の外形)の変化を連続的な電圧変化として出力する。
【0008】突出量測定装置51の出力はプリアンプ58で増幅されて処理装置59に入る。上述のように突出量測定装置51の出力は磁気ヘッド54だけでなく回転ドラム55の外周面も含んだ連続した波形であるので、ここで磁気ヘッド54上の所定の1点(好適には磁気ヘッド54のヘッドギャップ上に相当する点)をサンプリングする必要がある。そのため、ドラムモータ57に設けられるパルス発生器(PG)あるいは周波数発生器(FG)の信号がサンプリングのためのトリガ信号として処理装置59に入力され、そのトリガ信号により所定のタイミングで突出量測定装置51の出力を取り込んで表示装置60に例えば「突出量100μm」と表示する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】パルス発生器や周波数発生器は本来、ビデオテープレコーダにおいて回転ドラム55の位相制御や回転速度制御等に用いられるものであり、これらの信号を利用することで磁気ヘッド54の所定の1点を概略的にサンプリングすることは可能である。
【0010】しかし、これらの信号は回転ドラム55の回転位相を間接的に示すものであるため、回転ドラム55の回転ジッタによるずれに対応することができず、常に所定の同じ位置をサンプリングできる保証はなかった。また、磁気ヘッド54自体の回転ドラム55に対する取付位置がずれている場合にも、正確な位置をサンプリングすることができない。
【0011】そこで本発明は、突出量測定装置の測定結果を利用して安定したトリガ信号を得て正確にヘッド位置を測定できるようにした記録再生ヘッド位置測定装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本発明にかかる記録再生ヘッド位置測定装置は、記録再生ヘッドが配設されたドラムに近接して配置され、前記ヘッドの回転中に該ヘッドを含む回転周面の凹凸を連続して測定する突出量測定装置と、前記ヘッド自身または該ヘッドの取付部における前記突出量測定装置の測定量の変化からトリガ信号を発生するトリガ信号発生装置と、前記トリガ信号により前記突出量測定装置の出力を取り込む処理装置とを有することを特徴とする。
【0013】例えば、前記ヘッドは回転ドラムの円周面に形成されたヘッド取付穴内に搭載され、前記突出量測定装置は前記回転ドラムに光を照射する発光部と該回転ドラムからの反射光を受光する受光部とを有し、前記トリガ信号発生装置は前記回転ドラムの円周面と前記ヘッド取付穴との光反射率の相違に起因する前記受光部での受光量の変化からトリガ信号を発生する。
【0014】また、前記トリガ信号発生装置は前記ヘッド自身の形状の変化に起因する前記突出量測定装置の測定量の変化からトリガ信号を発生する。
【0015】
【作用】突出量測定装置はヘッドを含む回転周面の凹凸を連続して測定する。ヘッド自身またはヘッドの取付部においては段差形状、光反射率等何らかの特徴的な変化があり、その変化が突出量測定装置の測定量の変化として現れる。この測定量の変化から発生されたトリガ信号により突出量測定装置の出力が取り込まれる。
【0016】ヘッド自身またはヘッド取付部におけるこの特徴的な変化を用いることで、ヘッド位置に直接的に関連したトリガ信号が得られ、正確にヘッド位置が検出される。
【0017】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により具体的に説明する。
【0018】図1は本発明の一実施例にかかる記録再生ヘッドの位置測定装置の構成図、図2は本発明の一実施例に用いる突出量測定装置が設けられたビデオテープレコーダの回転ヘッド部分の平面図である。
【0019】図2に示すように、記録再生ヘッドである磁気ヘッド11はドラム12に搭載される。本実施例ではドラム12は回転ドラムである中ドラム33と、中ドラム33の上下に中ドラム33を挟むようにそれぞれ配置される固定ドラムである上ドラム34及び下ドラム35からなり、磁気ヘッド11は中ドラム33に搭載されている。ドラム12の中ドラム33はドラムモータ(図示せず)に連結されドラムモータにより一定の回転速度にて回転駆動される。上ドラム34、下ドラム35は図示しない取付金具によりシャーシ(図示せず)に固定され、回転軸に対して傾斜したテープ走行面を構成する。
【0020】磁気ヘッド11は中ドラム33に例えば180度の角度間隔をもって2個(図2では1個のみを図示)配置される。ドラム12には磁気テープ13がガイドポスト14によって例えば180度巻き付けられるようにされ、磁気テープ13が巻き付けられないドラム12の半円周の部分に対向して突出量測定装置15が配置される。
【0021】図2に示すように突出量検出装置15は発光部である半導体レーザ発光素子16と受光部である光位置検出素子17を有し、半導体レーザ発光素子16と光位置検出素子17を搭載した保持部材18がドラム12の周面に近接して位置し、保持部材18は例えば上ドラム34の取付金具(図示せず)を介してシャーシ(図示せず)に固定される。
【0022】突出量測定装置15は上述した突出量測定装置51と同じ構成をしており、半導体レーザ発光素子16は集光レンズLEN1を通して磁気ヘッド11を含むドラム12(中ドラム33)の円周面に向けてレーザ光LA1を照射し、反射した光ビームLA2を集光レンズLEN2を通して光位置検出素子17で受光する。このレーザ光の照射及び反射の光路は、図1ではドラム12の回転軸に対して垂直な面を横切るように描かれているが、ドラム12の回転軸に対して垂直な面内に位置する。光位置検出素子17は光ビームLA2の受光位置に対応する位置検出信号を発生し、この位置検出信号に基づいて位置検出回路(図示せず)にて磁気ヘッド11を含むドラム12の円周面のプロフィールを連続して測定する。
【0023】図1に示すようにドラムモータ19により回転駆動される中ドラム33に近接して突出量測定装置15が配置され、突出量測定装置15は磁気ヘッド11を含む中ドラム33の回転周面の凹凸(断面の外形)の変化を電圧変化として中ドラム33の回転中連続して出力する。突出量測定装置15の出力はプリアンプ20で増幅されて処理装置21に入力される。
【0024】突出量測定装置15の出力はトリガ信号発生装置22に入力される。トリガ信号発生装置22は、磁気ヘッド11の中ドラム33に対する取付部における突出量測定装置15の測定量の変化からトリガ信号を発生し、処理装置21に送出する。
【0025】すなわち、磁気ヘッド11の中ドラム33に対する取付部においては、ヘッド取付穴の段差形状、ヘッド自身の縁部の段差形状、あるいは光反射率等何らかの特徴的な変化があり、その変化が突出量測定装置15の測定量の変化として現れる。予めこの測定量の変化を特定して予定しておき、その変化を検出してトリガ信号を発生する。例えば、ヘッド取付穴の段差の立ち下がりの部分を検出し、その検出時点から所定時間(中ドラム33がヘッド取付穴の段差位置から磁気ヘッド11のヘッドギャップ位置までの距離移動する時間)経過後にトリガ信号を発する。処理装置21はトリガ信号により突出量測定装置15の出力を取り込んで表示装置23に例えば「突出量100μm」と表示する。
【0026】本位置測定装置によれば、ヘッド自身またはヘッドの取付部におけるこの特徴的な変化を用いることで、ヘッド位置に直接的に関連したトリガ信号が得られ、従来のようにパルス発生器、周波数発生器等の間接的な信号をトリガ信号として用いる場合に比べて、より正確にヘッド位置を測定することができる。また、磁気ヘッド11自身の縁部における信号変化をトリガ信号に用いれば、磁気ヘッド11のドラム12に対する取付位置が全体的にずれているようなときにも、正確に所定位置での測定が可能である。
【0027】図3は本実施例の位置測定装置のより具体的な構成図、図4はその各部の波形図である。ここでは、ヘッド取付部における光反射率の相違に起因する受光部での受光量の変化からトリガ信号を発生するようにしている。中ドラム33の外周面は金属光沢面であり高い光反射率を有するのに対して、ヘッド取付穴内はそれに比べて光反射率は低い。従って、突出量測定装置15による測定位置が中ドラム33の外周面からヘッド取付穴の縁部に至ると、急峻に受光量が減少する。図3の例はこの受光量の減少を検出してトリガ信号を発するものである。
【0028】図3に示すように、突出量測定装置15のレーザ発光素子16から発せられた光ビームは磁気ヘッド11を含む中ドラム33の回転周面に当たって反射し、光位置検出素子(Position Sensing Device)17に入力される。
【0029】光位置検出素子17は例えばホトダイオードからなり、両端のA、B2点の間に光ビームが照射されるようにされる。A、Bの中間にてホトダイオードに光ビームが照射されると、そこに発生した光起電力はA、Bそれぞれの点でA、Bそれぞれの位置から照射位置までの距離に反比例した電圧として検出される。
【0030】位置検出回路24では光位置検出素子17のA、Bからの2つの位置検出信号から(A−B)/(A+B)の演算を行う。ここで、(A+B)は光位置検出素子17における受光量の総量に比例する量であり、(A−B)はA、B間における受光位置に比例する量となり、(A−B)/(A+B)にて磁気ヘッド11を含むドラム12の突出量あるいは位置が算出される。
【0031】位置検出回路24の出力はプリアンプ20で増幅された後、処理装置21のサンプルホールド回路25に入力される。
【0032】一方、光位置検出素子17のA、Bの両出力は加算器45で加算されてコンパレータ26に入力され、ここで所定のしきい値REFと比較される。コンパレータ26は光位置検出素子17の出力がしきい値REFより小さい時に低レベル信号をモノマルチバイブレータ27に出力する。モノマルチバイブレータ27はコンパレータ26からの入力の立ち下がりを検出して所定時間の時間遅れをもってトリガパルス信号をサンプルホールド回路25に出力する。
【0033】サンプルホールド回路25はこのトリガ信号により、突出量測定装置15からの測定量をホールドし、ホールドされた量はAD変換器28によりデジタル量に変換されて表示装置23に出力される。
【0034】ここで、図4(a)は磁気ヘッド11を含む中ドラム33の周面の展開図である。中ドラム33の外周面の一部にヘッド取付穴36が開設されてその中に磁気ヘッド11が配設される。突出量測定装置15は図4(a)に一点鎖線で示すように磁気ヘッド11を含む中ドラム33の回転周面を走査する。尚、図4で各分図(a)〜(e)を跨る縦線は時間的タイミングの一致を示している。
【0035】図4(b)は図3のb点、つまり突出量測定装置15の出力信号波形であり、中ドラム33の表面に対応する平坦部29からヘッド取付穴36により形成される凹部30を介在させて磁気ヘッド11に対応する凸部31が突出量hで突き出している様子がわかる。尚、凹部30(ヘッド取付穴36内)では測定に必要な反射光が不足するので、凹部30においては正確な測定はできない。
【0036】図4(c)は図3のc点、つまり受光量の総量(A+B)に比例する波形である。金属光沢面である中ドラム33の表面からヘッド取付穴36の縁にさしかかると反射率が下がり、受光量が急峻に減少する。磁気ヘッド11の表面は研磨面であるので受光量が回復して凸部37が形成されるが、中ドラム33の表面に比べれば受光量は少ない。図4(c)で一点鎖線REFで示すように、平坦部29と凸部37の中間にしきい値REFが設定される。
【0037】図4(d)は図3のd点のコンパレータ26の出力波形である。図4(e)は図3のe点のトリガ信号の波形であり、受光量の急峻な減少変化をコンパレータ26で検出して所定時間T後にトリガパルス信号が発せられる。ここで、ヘッド取付穴36の縁部から磁気ヘッド11のヘッドギャップGの位置までの距離は正確に知ることができる量であるので、上述のようにして突出量測定装置15の光ビームがヘッド取付穴36の縁部を通過する時を知ることで、それから算出した所定時間T後にサンプリングすることで正確に磁気ヘッド11のヘッドギャップGの位置における突出量をサンプリングすることができる。
【0038】図5は1個の取付部にヘッドが2個設けられる場合のヘッド取付部の正面図である。この回転ヘッドでは回転ドラムである中ドラム33に形成されたヘッド取付穴36に第一の磁気ヘッド11及び第二の磁気ヘッド11’が配設される。両磁気ヘッド11、11’は共通のヘッド支持板41に固定され、ヘッド支持板41はねじ42によって中ドラム33に固定される。
【0039】このような1個のヘッド取付部にヘッドが2個設けられる場合にも本発明を適用することができる。図6は1個のヘッド取付部にヘッドが2個設けられる場合に対応する本発明の他の実施例にかかる位置測定装置の構成図、図7はその各部の波形図である。図6及び図7はそれぞれ上述の実施例の図3及び図4に対応するものであり、同一の部分には同じ符号を付して重複する説明は省略する。
【0040】図6の例では、コンパレータ26の出力が第一のモノマルチバイブレータ27及び第二のモノマルチバイブレータ27’にそれぞれ接続される。これらのモノマルチバイブレータ27及び27’はそれぞれ第一の磁気ヘッド11及び第二の磁気ヘッド11’に対応するものであり、各磁気ヘッド11、11’の取付位置に応じたそれぞれの所定時間の時間遅れをもってトリガパルス信号をサンプルホールド回路25に出力する。
【0041】突出量測定装置15は、図6(a)に一点鎖線で示すように、2個の磁気ヘッド11、11’を含む中ドラム33の回転周面を走査する。突出量測定装置15の出力信号波形である図6(b)に示すように中ドラム33の表面に対応する平坦部29からヘッド取付穴36により形成される凹部30を介在させて第一の磁気ヘッド11及び第二の磁気ヘッド11’に対応する凸部31及び凸部43がそれぞれ突出量h1及びh2で突き出している。
【0042】突出量測定装置15の受光量の総量に比例する波形を表す図6(c)に示すように、中ドラム33の表面からヘッド取付穴36の縁にさしかかると受光量が急峻に減少すると共に、磁気ヘッド11、11’それぞれに対応する凸部37、44が形成され、図4の場合と同様に平坦部29と凸部37、44の中間にしきい値REFが設定される。
【0043】図6(e1)及び(e2)はそれぞれ第一のモノマルチバイブレータ27及び第二のモノマルチバイブレータ27’の出力波形である。受光量の急峻な減少変化をコンパレータ26で検出し、第一のモノマルチバイブレータ27では所定時間T1後にトリガパルス信号が発せられ、第二のモノマルチバイブレータ27’では所定時間T2後にトリガパルス信号が発せられる。ここで、時間T1、T2はそれぞれ突出量測定装置15の光ビームがヘッド取付穴36の縁部から磁気ヘッド11、11’のヘッドギャップG1、G2に至るまでの時間である。これにより2個の磁気ヘッド11、11’のそれぞれのヘッドギャップG1、G2の位置における突出量をサンプリングすることができる。
【0044】尚、上述の例では光位置検出素子17にて得られる受光量の変化を検出しているが、直接的に突出量の変化を検出するようにしてもよい。例えば、図4(b)の平坦部29からヘッド取付穴36の凹部30にさしかかるときの突出量の急激な立ち下がりを検出してトリガ信号を発生するようにする。
【0045】また、上述した回転ヘッドはヘッド11が回転ドラムである中ドラム33に搭載され、それを挟むように上下ドラム34、35が配置される例について述べたが、本発明はこれに限られるものではない。その他、ヘッドが上ドラムに搭載され、上ドラムと共に回転するタイプについても同様に適用することができる。さらに例えば、ヘッドの回転経路にドラム表面等の光反射面がないような場合であっても、ヘッド自身のエッジ等の形状変化を測定することでヘッド位置を測定することが可能である。
【0046】尚上述の実施例では、AV用の磁気記録再生装置に応用した記録再生ヘッドの位置測定装置について述べたが、本発明は他の回転ヘッド装置にも広く適用できるものである。
【0047】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したように本発明によれば、ヘッド自身、ヘッド取付部における突出量測定装置の測定量の変化からトリガ信号を発生するようにしたので、回転ジッタやヘッドの回転ドラムの取付誤差等に影響を受けず、常に安定して正確な位置でヘッド位置を測定することができる。




 

 


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