磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規的製作方法
2023-12-10 03:36:51 2
專利名稱：磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規的製作方法
技術領域：
本發明申請是名稱為「攝像測實際空間長度的方法和光學系統校正法及其基準規」、申請號為97102342.5的發明申請的分案申請，原申請日期為1999年1月23日。
本發明涉及磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規。
近年來，由於圖像處理裝置的高速化和低價格化的進展，圖像處理系統在開發現場和製造現場的測定和檢查中的使用多了起來。
圖18是一般的處理系統的結構圖。
在圖中，設置於位置調整裝置27的試樣(未圖示)可以用該裝置27調整其位置。攝像裝置24具體地說就是CCD攝像機和線性傳感器等，以試樣為圖像進行攝像。光學系統23使試樣在攝像裝置的攝像面成像。圖像存儲器25保存得到的圖像。運算裝置26對得到的圖像進行預定的處理。
用這樣的結構拍攝試樣的圖像，處理得到的圖像，進行測定等事項。
作為這樣的系統的光學系統23的校正方法有例如對長度已知的線圖或標度進行攝像，根據該像的長度進行倍率的計算的方法。但是，由於攝像中使用的光學系統23引起的圖像畸變，對得到的圖像原封不動地進行測定的話，測定結果包含有誤差。因此有必要對畸變加以修正。在日本專利特開昭63-222247號所述的技術中，公開了修正放射線圖像攝影裝置的攝入圖像畸變修正方法。在該方法中，拍攝所得圖像成點狀圖案的，具有放射線吸收係數的畸變測定構件。把得到的圖像的像點位置與本來應該成像的真正的像點位置加以比較，用進行插補處理的方法製作畸變修正表，對圖像進行修正。
而近年來，音像裝置，如可攜式磁帶放音裝置、電影所顯示的趨勢那樣，正在進行裝置小型化。在另一方面， 特別是電影、固定式VTR那樣的錄像裝置，對長時間記錄提出了要求。滿足這樣的要求的重要技術有音像的高密度記錄。為了在VTR和DAT等各種規格中保持錄放裝置之間的互換性，並實現高密度記錄，如何進行高線性磁軌記錄是一種重要的技術。因此，檢查磁軌的線性的方法是重要的。日本專利特開平3-222102號公報所述的、磁記錄磁軌檢查裝置的已有技術是，把記錄磁軌看作光柵，把磁軌的彎曲看作光柵的變形，採取衍射條紋-光柵圖像解析的方法進行磁軌線性測定的方法。已有的磁記錄磁軌檢查裝置的基本結構與圖18所示的圖像處理系統的結構例大致相同。
在這樣的已有的磁記錄磁軌檢查裝置的校正操作中，一個像素所相當的實際空間長度可由光學系統23的設定倍率求得。這裡所說的實際空間長度意味著在磁記錄磁軌檢查裝置等的圖像處理系統中得到的圖像的被拍攝物體的實際長度。而在磁記錄磁軌檢查裝置中，需要使攝像範圍符合磁帶(未圖示)的磁軌條紋的有效範圍。攝像範圍的調整操作是，看攝像裝置24拍攝的圖像的攝像範圍，進行大體上的調整。
又，實施這樣的校正操作的結果得到的磁記錄磁軌檢查裝置的測定精度的確認方法如下。
首先，用磁記錄磁軌檢查裝置測定實際磁帶上的磁軌條紋在磁帶寬度方向上的位移分布。接著，使用顯微鏡檢查方法測定相同磁帶的相同測定處的位移分布。顯微鏡檢查方法使用顯微鏡用目視測定磁帶寬度方向上的磁軌邊緣位置。把這一結果與理想的磁軌邊緣位置加以比較求出磁軌條紋的位移分布。把這兩個測定結果加以比較，進行測度精度的確認。
但是，圖18的光學系統23的設定倍率與實際得到的圖像的倍率並非嚴格一致。因此，例如磁軌條紋的線性測定那樣的1微米以下的數量級成問題的測定中，得不到足夠精度的倍率或一個像素的平均實際空間長度。而在用線圖和標度的攝像進行的倍率測定中，只能得到在1條線上的數據。
又，在已有的攝像範圍調整方法中，攝像範圍只能粗略調整。
還有，關於圖像畸變的修正，使用日本專利特開昭63-222247號所述的那樣的點狀圖案進行的圖像畸變測定中，在測定區域內數據取得的數目受到限制，由於只能增加這些插補點，精度不好。
而且，在日本專利特開平3-222102號所述的技術中關於校正方法沒有敘述。在精度確認時使用磁帶作為測定對像。由於磁帶上的磁帶條紋的位移分布並非已知，必須使用顯微鏡預先進行測定。但是，使用顯微鏡的檢查方法，其測定精度取決於設置磁帶的臺的移動精度。因此，測定精度最多不過±0.3微米左右，不能進行比這高的檢查。又由於磁帶非常薄，處理時如果加以過度的負荷就會發生變形。因此，有位移分布改變等問題，位移分布是不能說已知的。因此，磁記錄磁軌檢查裝置的正確的測定精度無法確認。
本發明目的在於，針對上述存在問題，提供精密測定一個像素的平均實際空間長度的方法，提供進行攝像範圍的測定或調整，和圖像畸變的測定及以其結果的反饋進行圖像畸變的修正的光學系統的校正方法。
本發明的目的還在於提供，用於藉助於一個像素的平均實際空間長度和攝像範圍的測定或調整，和圖像畸變的測定及以其結果的反饋實現沒有圖像畸變影響的磁記錄磁軌檢查的磁記錄磁軌檢查裝置的校正方法及基準規。
本發明的目的還在於提供高精度地實現這些光學系統的校正方法和磁記錄磁軌檢查裝置的校正方法的方法。
本發明的目的還在於提供高精度的測定精度確認法和測定精度確認時使用的基準規。
本發明的使用攝像裝置的實際空間長度測定方法，把平行於柵線的方向和/或垂直於柵線的方向作為水平掃描方向，對含有規定的柵線的柵圖用光學系統所成的像用攝像裝置進行攝像，得到柵像。在該柵像的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算在與格子線垂直的方向上與攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數，然後將其平均，計算柵線條數的平均值。將格子條數平均值乘柵間距，算出與柵線垂直的方向上的任意區域的實際空間長度。把所述實際空間長度除以相同方向的像素數目，算出柵像中，在垂直于格子線的方向上的一個像素的平均實際空間長度。以這樣得到的一個像素的平均實際空間長度為依據可以對光學系統進行校正。
又，作為對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，用攝像裝置攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規，在其表面有，作為基準規的坐標系的基準的線圖，以及以相等間距描畫得相對於線圖的基準方向具有規定角度的柵圖。所使用的基準規，這些圖案具有的厚度，使得在磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在磁記錄磁軌檢查裝置上設置磁帶時該磁帶上面的高度位置實質上相等。藉助於此，可以高精度地進行測定精度的確認。
圖1是本發明的實施例中的光學系統的校正系統的結構圖。
圖2表示本發明的實施例的柵圖的例子。
圖3是表示本發明的實施例的光學系統的校正方法的功能的方框圖。
圖4是本發明的實施例的柵像的圖解。
圖5是本發明的實施例的線條細化處理的說明圖。
圖6是表示本發明的實施例的柵圖的例子圖7是表示本發明的實施例的柵圖的例子。
圖8是本發明的實施例的圖像的修正方法的說明圖。
圖9是本發明的實施例的磁記錄磁軌檢查裝置的結構圖。
圖10表示本發明的實施例的基準規上的圖案。
圖11是本發明的實施例的磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統的校正方法的功能方框圖。
圖12表示本發明的實施例的磁帶的磁軌條紋圖像的例子。
圖13表示本發明的實施例的柵像中某一條線的輝度分布的例子。
圖14表示本發明的實施例的柵像中某一條線的輝度分布上進行傅利葉變換的結果的功率譜的例子。
圖15是本發明的實施例的磁軌條紋位移分布的修正方法的說明圖。
圖16表示本發明的實施例中用於確認測定精度的基準規。
圖17是本發明的實施例的基準規上的圖案的例子。
圖18是一般的圖像處理系統的結構圖。
本發明的採用攝像裝置的實際空間長度測定方法，包含第1步驟把平行於所述柵線的方向和/或垂直於所述柵線的方向作為水平掃描方向，對含有以已知值為間距等間距配置的柵線的柵圖用光學系統所成的像用攝像裝置進行攝像，得到柵像、第2步驟在該柵像的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算在與所述柵線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第3步驟將所述第2步驟求得的對各像素列的柵線條數平均，計算柵線條數的平均值、第4步驟將格子條數平均值乘以所述柵間距，算出與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第5步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，算出所述柵像中在垂直於所述柵線的方向上的一個像素的平均實際空間長度。
所述第2步驟也可以包含，在所述檢查區域內，在柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻率譜取出基頻分量的步驟、對取出的基頻分量進行反傅利葉變換，從其結果的實部與虛部的比計算所述柵圖的相位值分布的步驟，以及用所述相位分布，計算在所述檢查區域的任意區域內的、垂直於所述柵線的各像素列的柵線條數的步驟。
本發明的採用攝像裝置的磁記錄磁軌上實際空間長度測定方法，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，通過光學系統用攝像裝置進行攝像時的光學系統的校正方法，具有第1步驟把含有以已知值為柵間距等間距配置且平行於所述攝像裝置的水平掃描方向和/或垂直於該方向的柵線的柵圖，設置於實質上與所述磁帶的攝像位置相同的位置上、第2步驟對所述柵圖用所述攝像裝置進行攝像以得到柵像、第3步驟在所述柵像內的、所述磁記錄磁軌檢查裝置的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算在與所述柵線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第4步驟將所述第3步驟求得的對各像素列的柵線的條數平均，計算柵線條數的平均值、第5步驟將柵線條數平均值乘以所述柵間距，算出與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第6步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，算出所述柵像中、在垂直於所述柵線的方向上的一個像素的平均實際空間長度。
所述第3步驟也可以包含，在所述檢查區域內，在柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻率譜取出基頻分量的步驟、對取出的基頻分量進行反傅利葉變換，從其結果的實部與虛部的比計算所述柵像的相位值分布的步驟，以及用所述相位分布，計算在所述檢查區域的任意區域內的、垂直於所述柵線的方向上的各像素列的柵線條數的步驟。
本發明的採用攝像裝置的實際空間長度測定方法，包含第1步驟把平行於所述柵線的方向和/或垂直於所述柵線的方向作為水平掃描方向，對含有以已知值為間距等間距配置的柵線的柵圖用光學系統所成的像用攝像裝置進行攝像，得到柵像、第2步驟在該柵像的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算與所述格子線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第3步驟將所述第2步驟求得的對於各像素列的柵線的條數加以平均，計算出柵線條數的平均值、第4步驟將柵線條數平均值乘以所述柵間距，算出在與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第5步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，計算出所述柵像中在垂直於所述柵線的方向上的一個像素的平均實際空間長度、第6步驟把所述實際空間長度乘以所述檢查區域的與所述柵線垂直的方向上的像素數目，算出在所述檢查區域中的攝像範圍。
所述第2步驟可包含在所述檢查區域內，在所述柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜提取基頻分量的步驟、對提取的基頻分量進行反傅利葉變換，根據其結果的實部和虛部的比，計算所述柵像的相位分布的步驟，以及用所述相位分布，計算在所述檢查區域的任意區域中的、與所述柵線垂直的方向上的各像素列的柵線條數的步驟。
所述第6步驟可以包含把所述一個像素的實際空間長度乘以所述檢查區域的與所述柵線垂直的方向上的像素數目，算出所述攝像裝置在所述檢查區域中的攝像範圍，調整光學系統的倍率，使該攝像範圍為規定值的步驟。
也可以是所述第2步驟包含在所述檢查區域內，在與所述柵圖中柵線垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜提取基頻分量的步驟、對提取的基頻分量進行反傅利葉變換，根據其結果的實部和虛部的比，計算所述柵像的相位分布的步驟，以及用所述相位分布，計算所述檢查區域內的任意區域中與所述柵線垂直的方向上的各像素列的柵線的條數的步驟，所述第6步驟包含把所述一個像素的實際空間長度乘以所述檢查區域的與所述柵線垂直的方向上的像素數目，算出所述攝像裝置在所述檢查區域中的攝像範圍，調整光學系統的倍率，使該攝像範圍為規定值的步驟。
本發明的採用攝像裝置的磁記錄磁軌上實際空間長度測定方法，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，通過光學系統用攝像裝置進行攝像時的光學系統的校正方法，具有第1步驟把含有以已知值為柵間距等間距配置且平行於所述攝像裝置的水平掃描方向和/或垂直於該方向的柵線的柵圖，設置於實質上與所述磁帶的攝像位置相同的位置上、第2步驟對所述柵圖用所述攝像裝置進行攝像以得到柵像、第3步驟在所述柵像內的、所述磁記錄磁軌檢查裝置的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算與所述格子線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第4步驟將所述第3步驟求得的對各像素列的柵線條數平均，計算柵線條數的平均值、第5步驟將所述柵線條數平均值乘以所述柵間距，算出與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第6步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，算出所述柵像中在垂直於所述柵線的方向上的一個像素的平均實際空間長度、第7步驟把所述一個像素的平均實際空間長度乘以所述檢查區域的與所述柵線垂直的方向上的像素數目，算出所述檢查區域的攝像範圍。
所述第3步驟也可以包含在所述檢查區域，在柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜取出基頻分量的步驟、對取出的基頻分量進行反傅利葉變換，根據其結果的實部與虛部的比計算所述柵像的相位值分布的步驟，以及用所述相位值分布，計算在所述檢查區域的任意區域的、垂直於所述柵線的方向上的各像素列的柵線條數的步驟。
所述第7步驟也可以包含把所述一個像素的平均實際空間長度乘以所述檢查區域的與所述格子線垂直的方向上的像素數目，算出所述攝像裝置在所述檢查區域中的攝像範圍，調整光學系統的倍率，使該攝像範圍為規定值的步驟。
也可以是所述第3步驟包含在所述檢查區域，在柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜取出基頻分量的步驟、對取出的基頻分量進行反傅利葉變換，根據其結果的實部與虛部的比計算所述柵像的相位值分布的步驟，以及用所述相位值分布，計算在所述檢查區域的任意區域的、垂直於所述柵線的方向上的各像素列的柵線條數的步驟，所述第7步驟包含把所述一個像素的平均實際空間長度乘以所述檢查區域的與所述柵線垂直的方向上的像素數目，算出所述攝像裝置在所述檢查區域中的攝像範圍，調整光學系統的倍率，使該攝像範圍為規定值的步驟。
本發明的光學系統校正方法具有，第1步驟把平行於所述柵線的方向和/或垂直於所述柵線的方向作為水平掃描方向，對含有以已知值為間距等間距配置的柵線的柵圖用光學系統所成的像用攝像裝置進行攝像，得到柵像、第2步驟在該柵像的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算出在與所述柵線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第3步驟將所述第2步驟求得的對各像素列的柵線條數平均，計算柵線條數的平均值、第4步驟將柵線條數平均值乘以所述柵間距，計算出與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第5步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，算出所述柵像中在垂直於所述格子線的方向上的一個像素的平均實際空間長度，以及第6步驟用所述實際空間長度，求出所述柵像中在所述檢查區域的所述柵線的垂直方向上的位移分布，從而在整個所述檢查區域得到該方向的畸變分布。
也可以是所述第2步驟包含在所述檢查區域內，在與柵圖中柵線垂直的方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜提取基頻分量的步驟、對提取的基頻分量成份進行反傅利葉變換，根據其結果的實部和虛部的比，計算所述柵像的相位分布的步驟，以及用所述相位分布，計算所述檢查區域內的任意區域中的，與所述格子線垂直的方向上的各像素列的柵線的條數的步驟，第6步驟包含用所述相位值分布，計算出在所述檢查區域的、與所述柵線垂直的方向上的位移分布的步驟。
本發明的磁記錄磁軌攝像用的光學系統校正方法，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理磁帶上的磁記錄磁軌的磁軌圖案，通過光學系統用攝像裝置進行攝像檢查的磁記錄磁軌檢查裝置中光學系統的校正方法，具有第1步驟把含有以已知值作為格子間距等間距配置且平行於所述攝像裝置的水平掃描方向和/或垂直於該方向的柵線的柵圖，設置於實質上與所述磁帶的攝像位置相同的位置上、第2步驟對所述柵圖用所述攝像裝置進行攝像以得到柵像、第3步驟在所述柵像內的、所述磁記錄磁軌檢查裝置的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算在與所述柵線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第4步驟將所述第3步驟求得的對於各像素列的柵線條數平均，計算柵線條數的平均值、第5步驟將所述柵線條數平均值乘以所述柵間距，算出與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第6步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，算出所述柵像中在垂直於所述柵線的方向上的一個像素的平均實際空間長度、第7步驟用所述實際空間長度，求出所述柵像中在所述檢查區域的所述柵線的垂直方向上的位移分布，從而在整個所述檢查區域得到所述磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統在該方向的畸變分布。
也可以是所述第3步驟包含在所述檢查區域，在柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜取出基頻分量的步驟、對取出的基頻分量進行反傅利葉變換，根據其結果的實部與虛部的比計算所述柵像的相位值分布的步驟，以及用所述相位值分布，計算在所述檢查區域的任意區域的、垂直於所述柵線的方向上的各像素列的柵線條數的步驟，所述第7步驟包含用所述相位值分布，計算出所述柵像中在所述檢查區域的所述柵線的垂直方向上的位移分布的步驟。
本發明的光學系統校正方法具有，第1步驟把平行於所述柵線的方向和/或垂直於所述柵線的方向作為水平掃描方向，對含有以已知值為間距等間距配置的柵線的柵圖用光學系統所成的像用攝像裝置進行攝像，得到柵像、第2步驟在所述柵像的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算與所述柵線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第3步驟將所述第2步驟求得的對各像素列的柵線條數平均，計算柵線條數的平均值、第4步驟將柵線條數平均值乘以所述柵間距，算出與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第5步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，算出所述柵像的、在垂直於所述柵線的方向上的一個像素的平均實際空間長度、第6步驟用所述實際空間長度，求出所述柵像中在所述檢查區域的所述柵線的垂直方向上的位移分布，從而在整個所述檢查區域得到所述光學系統在該方向的畸變分布、第7步驟用所述畸變分布修正所述光學系統所成的像。
也可以是所述第2步驟包含在所述檢查區域，在柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜取出基頻分量的步驟、對取出的基頻分量進行反傅利葉變換，根據其結果的實部與虛部的比計算所述柵像的相位值分布的步驟，以及用所述相位值分布，計算在所述檢查區域的任意區域的、垂直於所述柵線的方向上的各像素列的柵線條數的步驟，所述第6步驟包含用所述相位值分布，計算出在所述檢查區域、與所述柵線垂直的方向上的位移分布的步驟。
本發明的磁記錄磁軌攝像用的光學系統校正方法，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，通過光學系統用攝像裝置進行攝像檢查的磁記錄磁軌檢查裝置中光學系統的校正方法，具有第1步驟把含有以已知值作為格子間距等間距配置且平行於所述攝像裝置的水平掃描方向和/或垂直於該方向的柵線的柵圖，設置於實質上與所述磁帶的攝像位置相同的位置上、第2步驟對所述柵圖用所述攝像裝置進行攝像以得到柵像、第3步驟在所述柵像內的、所述磁記錄磁軌檢查裝置的檢查區域內的任意區域中，對每一像素列計算在與所述柵線垂直的方向上與所述攝像裝置的一個像素列對應的柵線的條數、第4步驟將所述第3步驟求得的對各像素列的柵線條數平均，計算柵線條數的平均值、第5步驟將所述柵線條數平均值乘以所述柵間距，算出與所述柵線垂直的方向上的所述任意區域的實際空間長度、第6步驟把所述實際空間長度除以所述任意區域的所述柵線的垂直方向的像素數目，算出所述柵像中、在垂直於所述柵線的方向上的一個像素的平均實際空間長度、第7步驟用所述實際空間長度，求出所述柵像中在所述檢查區域的所述柵線的垂直方向上的位移分布，從而在整個所述檢查區域得到所述磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統在該方向的畸變分布、第8步驟用所述攝像裝置對磁帶上記錄的磁軌圖案進行攝像，計算出用所述畸變分布修正的所述磁軌圖案的位移分布。
也可以是所述第3步驟包含在所述檢查區域，在柵圖中柵線的垂直方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜取出基頻分量的步驟、對取出的基頻分量進行反傅利葉變換，根據其結果的實部與虛部的比計算所述柵像的相位值分布的步驟，以及用所述相位值分布，計算在所述檢查區域的任意區域的、垂直於所述柵線的方向上的各像素列的格子條紋條數的步驟，所述第7步驟包含用所述相位值分布，計算出所述柵像中在所述檢查區域的所述柵線的垂直方向上的位移分布的步驟。
本發明的基準規，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規，在其表面具有作為該基準規的坐標系的基準的線圖和以等間距描畫成相對於所述線圖的基準方向具有規定的角度的柵圖，所述線圖和所述柵圖具有這樣的厚度，使得在磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在磁記錄磁軌檢查裝置上設置磁帶時該磁帶上面的高度位置實質上相等。
所述柵圖的間距也可以與所述磁帶上的磁軌圖案的間距實際上相等。
本發明的基準規，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規，在其表面具有作為該基準規的坐標系的基準的線圖，和實質上與在所述磁錄放裝置中分別由兩個以上的具有規定的方位角的磁頭記錄在磁帶上的理想磁軌圖案中，以具有一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為明部，並且以具有另一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為暗部時得到的磁軌圖案相同的模擬磁軌圖案，沿著所述模擬磁軌圖案上的至少一條以上的位移測定線的、所述模擬磁軌圖案對所述理想磁軌圖案的位移分布是已知的。
所述線條圖案和所述模擬磁軌圖案具有這樣的厚度，使得在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置磁帶時該磁帶上表面的高度位置實質上相等。
本發明的磁記錄磁軌攝像用的光學系統校正方法，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上的磁記錄磁軌的磁軌圖案，通過光學系統用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統的校正方法，其中設置作為坐標系的基準的線圖，和實質上與在所述磁錄放裝置中分別由兩個以上的具有規定的方位角的磁頭記錄在磁帶上的理想磁軌圖案中，以具有一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為明部，以具有另一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為暗部時得到的磁軌圖案實質上相同，並且沿著至少一條以上的位移測定線相對於所述理想磁軌圖案的位移分布為已知的模擬磁軌圖案，使得此二圖案的表面與在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置所述磁帶時所述磁帶的上表面的高度位置實質上相同，用所述磁記錄磁軌檢查裝置測定所述模擬磁軌圖案對理想磁軌圖案的位移分布，把所述位移分布與所述位移分布測定結果加以比較，檢測所述磁記錄磁軌檢查裝置的測量精度。
所述位移分布測定，可以在所述模擬磁軌圖案的圖像中，在位移分布測定方向上進行傅利葉變換，從得到的頻譜取出基頻分量，對其進行反傅利葉變換，根據其結果的實部與虛部的比計算所述模擬磁軌圖案的圖像的相位值分布，用所述相位值分布，計算所述模擬磁軌圖案的圖像的位移分布。
又，本發明的基準規是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，通過光學系統，用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規，在其上表面具有，作為該基準規的坐標系的基準的線圖，以及以等間距描畫成相對於所述線圖具有規定的角度的柵圖還具有與在所述磁錄放裝置中，由分別具有規定的方位角的2個以上的磁頭記錄在磁帶上的理想磁軌圖案中，以具有一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為明部，並且以具有另一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為暗部時得到的磁軌圖案相同的模擬磁軌；沿著所述模擬磁軌圖案上的至少一條以上的位移測定線的、所述模擬磁軌圖案對所述理想磁軌圖案的位移分布是已知的，所述線圖、所述柵圖和所述模擬磁軌圖案具有這樣的厚度，使得在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置所述磁帶時與該磁帶上表面的位置實質上相等。
實施例1
下面參照圖1～圖8對第1實施例加以說明。
圖1是光學系統的校正系統的結構圖。在圖中基準規1的表面描畫有下面所述的規定的柵圖7。攝像裝置CCD攝像機3配置為與單個透鏡或透鏡組構成的光學系統2具有共同的光軸，對光學系統2所成的像進行攝像。圖像存儲器4存儲來自CCD攝像機3的圖像，運算裝置5對圖像存儲器4存儲的圖像進行處理。基準規1的位置調整裝置6是例如XYθ臺。
圖2表示上述柵圖7的詳細情況。如圖2所示，等間距地形成多條柵線7a，該間距為已知值。
下面按照圖3的功能方框圖對具有上述結構的光學系統2的校正系統中的光學系統2的校正方法的程序加以說明。
首先對柵像的攝像(步驟101)加以說明。首先，用XYθ臺6調整基準規1的位置，使圖1所示的基準規1的柵線7a(圖2)與CCD攝像機的水平掃描方向平行。然後用CCD攝像機3對基準規1進行攝像。圖4是表示柵像8的圖。柵像8由CCD攝像機3對基準規1上的柵圖7進行攝像得到，存儲於圖像存儲器4。而如圖4所示，在柵像8，對應於圖1中的CCD攝像機3的水平掃描方向被定義為X方向，對應於垂直掃描方向的方向被定義為Y方向。在一個像素的實際空間長度、攝像範圍與畸變分布的計算中，檢查區域9內的柵線條數與解析度有關，柵線條數多則精度高。因此，基準規1攝像時，最好是一條一條的柵線7a，在CCD攝像機3的析像度內拍攝出儘量多。例如在柵像8的柵線7a的正交方向(在圖4為Y方向)的像素數目為512的情況下，柵線最好是128條左右。
下面對圖3的柵線數計算(步驟102)加以說明。首先在圖4的柵像8決定作為基準對像的區域、即檢查區域9。該檢查區域的1個像素的平均實際空間長度、攝像範圍和畸變分布等都是校正的對像。因而，該檢查區域9，在圖1的光學系統所成的像中，設定於主要使用區域即可。例如，倘若是裝入測定裝置的光學系統，則測定為拍攝其測定對象用的區域即可。又在檢查區域9內設定任意區域10。在該區域計算一個像素的平均實際空間長度。柵線數多則一個像素的平均實際空間長度的計算精度高。因此最好是，任意區域10所包含的柵線7a的條數，在一條一條的柵線7a處於CCD攝像機的析像度內的情況下儘量多。也可以是檢查區域9和任意區域10為同一區域。
在圖像存儲器4存儲的柵像8的檢查區域9內的任意區域10，由運算裝置5計算出Y方向的各像素列所包含的柵線數。運算裝置5用例如下面所述的方法計算柵線數。
首先，對任意區域10的圖像進行2值化處理。2值化處理的進行如下。首先在任意區域10決定輝度分布的閾值。閾值可以是任意區域10中輝度分布的平均值。高於閾值的像素作為明部，低於閾值的像素作為暗部。藉助於以上處理使任意區域10的圖像成為明部與暗部的2值圖像。拍攝基準規1得到的圖像通常對比度良好，噪聲也小，因此，一旦進行2值化處理，其輝度分布為完整的矩形波。根據該矩形波的數目可以計算出柵線的條數。
還有，在這樣以整數條數為單位計算柵線數時，最好儘量把任意區域10設定得使該區域所包含的柵線數為整數。
下面說明圖3的柵線數平均值計算(步驟103)。在圖1的運算裝置5中，計算所得到的各像素列的柵線數的平均值，據此算出平均柵線數。
由於圖像畸變的影響，柵線數因場所的不同而不同，而在步驟103的平均柵線條數計算中，計算出圖4的任意區域10這一2維區域中的平均的柵線數。這樣的測定方法比起用線圖和標度求倍率那樣的在一條線條上測定的方法，對於圖3的一個像素的平均實際空間長度的計算(步驟105)和攝像範圍的計算(步驟106)中算出的一個像素的平均的實際空間長度和攝像範圍等，能夠得到更加確切表達該柵像8的代表值。
下面說明圖3的實際空間長度計算(步驟104)。在圖1的運算裝置5中，計算平均柵線數與基準規上的柵圖7的已知的間距長度的乘積，據此算出圖4的任意區域10的Y方向上的實際空間長度。
下面說明圖3的一個像素的平均實際空間長度的計算(步驟105)。在圖1的運算裝置5中，將剛才求出的圖4的任意區域10的Y方向上的實際空間長度除以任意區域10的Y方向上的像素數目，據此算出一個像素的平均的實際空間長度。
下面說明圖3的攝像範圍的計算(步驟106)。在圖1的運算裝置5中，把一個像素的平均實際空間長度乘以圖4的檢查區域9的Y方向上的像素數目，因此即可計算出檢查區域9的Y方向上的實際空間長度，即檢查區域的攝像範圍。
又，在能夠使圖1的光學系統2的倍率像立體顯微鏡那樣連續變化時，也能夠根據計算出的攝像範圍進行倍率調整。在想要的攝像範圍已經預先設定的情況下，根據該攝像範圍的實際空間長度與CCD攝像機3的攝像元件的實際空間長度計算出倍率。在把光學系統設定於該倍率後計算出攝像範圍。由於圖像畸變等影響，通常攝像範圍的計算結果與所希望的攝像範圍不一致。反覆計算光學系統2的倍率和攝像範圍以進行攝像範圍的調整，可以使其一致起來。
下面對圖3的畸變分布的計算(步驟107)加以說明。在圖1的運算裝置5中，用根據一個像素的平均實際空間長度的計算(步驟105)得出的一個像素的平均實際空間長度計算出圖4的柵像8的檢查區域9中的位移分布，即圖1的光學系統2引起的圖像的畸變分布。位移分布的計算方法有例如對檢查區域9的圖像進行2值化處理。還有進行如圖5所示的線條細化處理，按像素單元求柵線7a的中心位置。在圖5的圖像中，柵圖上部的兩條線有若干彎曲，這是由光學系統2的畸變引起的。在本實施例中，如下面所詳述，用畸變分布對光學系統2所成的像進行修正，可以修正CCD攝像機3通過光學系統2攝像時光學系統引起的圖像畸變。將得到的位置分布乘以一個像素的平均實際空間長度，可以得到實際空間長度單元的柵線7a的位置分布。根據得到的位置分布和由圖2的柵圖7的間距計算出的真正的位置分布的比較，計算出圖4所示的柵像8的Y方向上的位移分布。上述處理中得到的位移數據只是檢查區域9內的柵線7a的中心位置的數據。為了得到柵線7a之間的位移分布，進行樣條內插等插補處理。
這樣的像素單元的測定中，位移分布的測定精度取決於基準規1的柵間距與一個像素的平均實際空間長度。柵間距越狹窄，位移量的解析度越高，一個像素的平均實際空間長度越短，柵線7a的位置的解析度也越高。在另一方面，柵間距只能狹窄到光學系統中一條一條的柵線7a能夠識別的程度，或基準規1的製作精度的極限為止。而且與此配合，需要確保CCD攝像機3的像素數目。要把這些一起考慮，決定基準規1的柵間距及CCD攝像機3等攝像裝置的像素數目。例如設使用的光學系統2的解析度為8微米。在這種情況下，基準規1的柵間距至少必須是16微米以上。例如，柵間距取32微米，所使用的CCD攝像機3的像素數目在水平、垂直方向上分布為512像素，則被拍攝的柵線的條數最好是128條左右，因此，攝像範圍大約為4毫米見方的區域。
以上的說明都是關於圖4的檢查區域的Y方向上的處理。用XYθ臺6對基準規1的位置進行調整，使圖1的基準規1的柵線7a與CCD攝像機3的垂直掃描方向成平行，用CCD攝像機3拍攝基準規1後，反覆進行與上述相同的程序，可以計算出X方向的一個像素的實際空間長度、攝像範圍與畸變分布。還有，也可以預先在基準規1描畫圖6所示的相互垂直的柵圖。又可以把柵圖做成圖7那樣的兩個方向的柵，同時對拍攝到的這個兩個方向的柵像進行X、Y方向的處理。
下面對圖3的圖像的拍攝(步驟108)加以說明。圖像拍攝中，用圖1的光學系統2和CCD攝像機3拍攝測定對像物體的圖像。
下面對圖3的圖像的修正(步驟109)加以說明。在圖1的運算裝置5中，使用得到的X、Y方向的畸變分布實施圖像修正。成為修正對像的圖像是在圖像拍攝步驟(步驟108)中拍攝到的任意圖像。
圖8是說明某一像素點的輝度值的修正方法用的模式圖。P(0，0)、P(1，0)、P(0，1)及P(1，1)為各像素。下面對以像素P(0，0)的輝度為修正對像的情況加以說明。各像素點的位置矢量沿用該像素點的標號，取為P(0，0)、P(1，0)、P(0，1)、P(1，1)。而D(0，0)、D(1，0)、D(0，1)及D(1，1)分別為表示在各像素P(0，0)、P(1，0)、P(0，1)及P(1，1)的畸變量的矢量。這時在P(0，0)、P(1，0)、P(0，1)及P(1，1)的輝度分布記為B(0，0)、B(1，0)、B(0，1)及B(1，1)，而修正後在P(0，0)的輝度記為Bt(0，0)。各像素P(0，0)、P(1，0)、P(0，1)及P(1，1)畸變修正後的對應位置分別記為Pt(0，0)、Pt(1，0)、Pt(0，1)及Pt(1，1)。又，各位置矢量Pt(0，0)、Pt(1，0)、Pt(0，1)及Pt(1，1)分別由下式求得。
Pt(0，0)＝P(0，0)-D(0，0)Pt(1，0)＝P(1，0)-D(1，0)Pt(0，1)＝P(0，1)-D(0，1)Pt(1，1)＝P(1，1)-D(1，1)這裡從Pt(0，0)、Pt(1，0)、Pt(0，1)及Pt(1，1)到P(0，0)的距離分別記為d(0，0)、d(1，0)、d(0，1)及d(1，1)，則得出，d(0，0)＝|P(0，0)-Pt(0，0)|d(1，0)＝|P(0，0)-Pt(1，0)|d(0，1)＝|P(0，0)-Pt(0，1)|d(1，1)＝|P(0，0)-Pt(1，1)|又，K、L、M和N由下式定義。
K＝(1/d(0，0))/(1/d(0，0)+1/d(1，0)+1/d(0，1)+1/d(1，1))L＝(1/d(1，0))/(1/d(0，0)+1/d(1，0)+1/d(0，1)+1/d(1，1))
M＝(1/d(0，1))/(1/d(0，0)+1/d(1，0)+1/d(0，1)+1/d(1，1))N＝(1/d(1，1))/(1/d(0，0)+1/d(1，0)+1/d(0，1)+1/d(1，1))這時，Bt(0，0)由下式求得。
Bt(0，0)＝K×B(0，0)+L×B(1，0)+M×B(0，1)+N×B(1，1)如上所述，在檢查區域9的各像素中，利用由畸變分布計算出的修正後的像素中對像像素的旁邊的4點進行輝度計算，以此可以實施圖像的修正。
像這樣，採用第1實施例，可以精密地計算出CCD攝像機3拍攝光學系統2所形成的像時一個像素的平均實際空間長度。把一個像素的平均實際空間長度乘以檢查區域9的柵線7a的垂直方向的像素數目，可以計算出CCD攝像機3拍攝光學系統2所形成的像時對應於檢查區域9的部分的攝像範圍。
又，把一個像素的平均實際空間長度乘以檢查區域9的柵線7a的垂直方向的像素數目，計算出CCD攝像機3在檢查區域9中的攝像範圍，調整光學系統2的倍率，使攝像範圍符合規定值，以此可以調整CCD攝像機3拍攝光學系統2所形成的像時對應於檢查區域9的部分的攝像範圍。
又，用一個像素的平均實際空間長度，求檢查區域9的柵線7a的正交方向的位移分布，在整個檢查區域9得到光學系統2的柵線7a的正交方向的畸變分布，可以計算出CCD攝像機3拍攝光學系統2所形成的像時對應於檢查區域9的部分的畸變分布。
又，藉助於用畸變分布修正光學系統2所形成的像，可以修正用CCD攝像機3拍攝光學系統2所形成的像時得到的圖像。
在柵像的檢查區域內的任意區域中，計算出攝像裝置的各像素列的平均柵線數，乘以柵間距以算出規定方向上的所述任意區域的實際空間長度，將其除以該方向上的像素數目，以此可以求出柵像的一個像素的平均實際空間長度。藉助於此，能夠計算攝像範圍，調整攝像範圍，計算得到的像的畸變分布，以及使用該畸變分布對像進行修正，因此，能夠對光學系統進行校正，對測定對像進行精密的測定。而且這些均可從柵像的攝像開始，進行一連串的處理。
實施例2下面參照圖13、14對第2實施例進行說明。在本實施例，在光學系統2的校正中利用了使用傅利葉變換的相位分析。
在第2實施例使用的裝置與第1實施例使用的光學系統2的校正系統相同。而且光學系統2的校正方法的程序也和第1實施例的光學系統2的校正方法的程序相同。但是，在第2實施例，在圖3的柵線數計算(步驟102)中，利用了使用傅利葉變換的相位信息處理。下面對此加以說明。
首先，在圖1的圖像存儲器4存儲的柵像8(圖4)中的檢查區域9內的任意區域10，由運算裝置5計算出Y方向上每一個像素列所包含的柵線數。運算裝置5使用如下說明的採用傅利葉變換的柵像8的相位信息處理技術。
圖13是一例柵像8中檢查區域9內X方向或Y方向柵線7a正交方向上、某一線的輝度分布波形圖。對此進行傅利葉變換，可得到頻譜。
圖14是對圖13的輝度分布進行傅利葉變換時所得頻譜的實部和虛部平方和功率譜的概略圖。只從該頻譜中取出表示原波形1次諧波分量的基頻分量(相當於圖14的斜線部分)，進行反傅利葉變換，則在實部可得平滑的波形取代原來的波形，在虛部可得實部波形偏移半波長的波形。將虛部除以實部所得數取反正切，即得到各像素上原波形1次諧波的相位值。計算出在這樣得到的柵像8的檢查區域9的相位值分布中，任意區域10內的相位值變化量。相位值變化量為2π相當於一條柵線，因此，相位值變化量除以2π，即可以小數點以下的精度計算出任意區域10所包含的柵線數。從而可以得到比用2值化處理那樣的方法精度高的數值。
接著，在圖3的畸變分布計算步驟(步驟107)中利用進行傅利葉變換的相位信息處理。下面對此進行說明。
在運算裝置5，計算一個像素的平均實際空間長度的步驟(步驟105)中，用求得的一個像素的平均實際空間長度，計算柵像8的檢查區域9的位移分布，即光學系統2引起的圖像畸變分布。在計算柵線數(步驟102)時，如果已計算了在柵像8的檢查區域9的相位，就用該計算結果。如果尚未計算相位，就用在柵線條數計算(步驟102)中，利用進行傅利葉變換的相位信息處理時說明的程序計算該相位，算出在柵像8的檢查區域9的相位分布。取由一個像素的平均實際空間長度計算出的各像素位置分布、在各像素將所得到的相位分布除以2π後乘以柵間距所得到的值二者之差，計算出柵像8的柵線7a的正交方向的位移分布。在使用上述的傅利葉變換的運算處理中，位移數據可在檢查區域9內的所有像素點得到，沒有必要進行插補處理。又可以以像素單元以下的精度算出位置分布，因此，即使是畸變小於一個像素那樣的情況下，也能夠以良好的精度計算出畸變。例如，個像素的實際空間長度為5微米的條件下攝像時，也能夠計算出5微米以下的畸變量。
這樣採用第2實施例，則利用柵圖作為基準規，可以用進行傅利葉變換的相位信息處理法，使柵線數和位移分布的計算能達到小數點以下的精度。因而，一個像素的平均實際空間長度和攝像範圍的計算、攝像範圍的調整、所得到的像的畸變分布的計算，以及使用畸變分布的修正等，可以有更高的精度。
實施例3下面參照圖9～圖12和圖15～圖17對第3實施例加以說明。
圖9是表示磁記錄磁軌檢查裝置20的結構圖。在基準規21的表面描畫著規定的圖案41～43。所說的該規定的圖案41～43，如圖10所示，是作為圖案的基準的線圖41，格子間距相等、而且為已知，最好是該柵間距等於磁帶的同一方位角的磁軌的間距(例如DVC格式為20微米)那樣的、平行於線圖41的柵圖42，以及垂直於線圖41的柵圖43。
基準規21和磁帶(未圖示)設置於試樣設置臺22上。基準規21所具有的厚度和平面度，使得基準規22在試樣設置臺22上設置時，其高度與設置磁帶時相同。以此，可以用基準規21對磁記錄磁軌檢查裝置20的光學系統2進行校對。作為攝像裝置的CCD攝像機3，與由單個鏡頭或鏡頭組構成的光學系統2配置在共同的光軸上，對光學系統2所成的像進行攝像。從CCD攝像機得到的圖像存儲於圖像存儲器4，運算裝置5對圖像存儲器4存儲的圖像進行處理。基準規21的位置由位置調整裝置6調整。該位置調整裝置是例如XYθ臺。
具有如上所述構成的磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統2的校正方法的程序按照圖11的功能方框圖加以說明。
首先對圖11中的基準規的設置(步驟201)加以說明。圖9的基準規21設置在試樣設置臺22上。為了使基準規21和磁帶(未圖示)的高度和平面度相等，基準規21做成厚度和平面度與磁帶相同也行。但是，實際上磁帶的厚度非常薄，只有幾微米到幾十微米，把基準規21做得這麼薄是很難的。於是，將基準規21做得比磁帶厚一定的厚度。為了用試樣設置臺22抵消這個高度差，在試樣設置臺22組裝上厚度等於磁帶和基準規21的高度差的板，在設置磁帶時，該板墊在磁帶下面。或者為試樣設置臺22配備在光學系統2的光軸方向升降的機構(未圖示)。
下面對圖11的柵像的攝像步驟(步驟202)加以說明。首先，用XYθ臺調整基準規21的位置，使圖9的基準規21的線圖41(圖10)平行於CCD攝像機3的水平掃描方向，然後，用CCD攝像機3分別拍攝基準規21上的柵圖42和43。例如，對於柵圖42，用CCD攝像機3拍攝，存儲於圖像存儲器的圖像為如圖4所示的柵像8。這時，基準規21設置在與磁帶相同的位置上。又，基準規21的柵間距與磁帶的磁軌間距相同。這樣，得到的柵像8的輝度分布接近於對磁帶攝像時的輝度分布。因而，能夠以接近實際測定的條件進行校正，作為校正方法是理想的。
下面對拍攝柵圖42時得到的柵像8的處理加以說明，從而對柵線數計算等處理在Y向進行的情況加以說明。拍攝圖案43時把處理方向改讀到X方向上即可。
下面對圖11的柵線數計算(步驟203)加以說明。在圖4的柵像8確定作為校正對像的區域，即檢查區域9。該檢查區域的實際空間長度、攝像範圍和畸變分布等都是校正的對像。磁記錄磁軌檢查裝置20中，將該檢查區域9設定成大致上與作為測定對像的磁帶的有效區域、即描畫磁軌圖案區域一致。例如，DVC格式為5.24毫米。柵間距取20微米，則檢查區域9所包含的柵線7a的數目為262條。因而，檢查區域9的像素數目最好是1000個以上。下面在檢查區域9內設定任意區域10。在該任意區域10計算一個像素的平均實際空間長度。任意區域10設定為與檢查區域9相同亦可。
在圖像存儲器4存儲的柵像8中的檢查區域9內的任意區域10，用圖9的運算裝置計算出Y方向上的每一像素列包含的柵線數。運算裝置5用在實施例1的柵線數計算(步驟102)中說明的方法計算出柵線數。
下面對圖11的平均柵線數計算(步驟204)加以說明。與實施例1的平均柵線數計算(步驟103)的處理相同，在圖9的運算裝置中，計算所得到的各像素列中的柵線數的平均值，以此算出平均柵線數。
下面對圖11的實際空間長度計算(步驟205)進行說明。與實施例1的實際空間長度計算(步驟104)的處理相同，在圖9的運算裝置中，將平均柵線數乘以基準規21上的柵圖42的已知的間距，以此計算出任意區域10的Y方向上的實際空間長度。
下面對圖11的一個像素的平均實際空間長度的計算(步驟206)加以說明。與實施例1的一個像素的平均實際空間長度的計算(步驟105)的處理相同，在圖9的運算裝置5中，首先將求得的任意區域10的Y方向上的實際空間長度除以任意區域10的Y方向上的像素數目，以此計算出一個像素的平均實際空間長度。
下面對圖11的攝像範圍的計算(步驟207)加以說明。與實施例1的攝像範圍的計算(步驟106)的處理相同，在圖9的運算裝置5中，把一個像素平均的實際空間長度的計算(步驟206)求得的一個像素的平均實際空間長度乘以檢查區域9的Y方向上的像素數目，以此可以計算出檢查區域9的Y方向上的實際空間長度，即檢查區域的攝像範圍。
又，與實施例1的情況相同，可以根據計算出的攝像範圍，對倍率可變的光學系統2的倍率進行調整，使攝像範圍與磁帶的有效區域一致。
下面對圖11的畸變分布的計算(步驟208)加以說明。與實施例1的畸變分布的計算(步驟107)的處理相同，在圖9的運算裝置5中，用一個像素平均的實際空間長度的計算(步驟206)求得的一個像素的平均實際空間長度，計算圖4的柵像8在檢查區域9中的位移分布，即由光學系統2造成的圖像的畸變分布。
也可以用圖7那樣的兩個方向的柵代替基準規21上的柵圖42、43(圖10)，同時對拍攝該柵所得到的柵像進行X方向和Y方向的處理。
下面對圖11的磁軌圖案圖像的拍攝(步驟209)加以說明。首先，在圖9的試樣設置臺22設置磁帶。這時，磁帶處於和基準規21相同的位置。磁帶預先進行了可視化處理。用XYθ臺6進行位置調整，使磁帶的邊緣與CCD攝像機3的水平掃描方向平行。在磁帶上用方位角、即磁頭間隙的角度不同的2種磁頭記錄的磁軌並行進行記錄。進行照明時，使具有一種方位角的磁軌為明部，具有另一種方位角的磁軌為暗部。因此正好成為柵圖那樣的明暗圖案。用CCD攝像機3對該圖案進行攝像。磁軌相對於磁帶的長度方向略有傾斜地進行記錄，因此所得到的磁軌圖案的圖像28如圖12所示。如圖12所示，磁帶的長度方向為X，磁帶的寬度方向為Y。磁帶圖案的圖像28被存儲於存儲器4。
下面對圖11中排除圖像畸變影響的磁軌圖案位移分布的計算(步驟210)加以說明。首先，用磁軌圖案的圖像拍攝(步驟209)中所得到的磁軌圖案的圖像28，按照磁記錄磁軌檢查裝置20的位移分布計算，計算磁軌圖案的Y方向的位移分布。這時所得到的位移分布還包含圖像畸變的影響。
圖15是磁軌圖案的位移分布的修正方法的說明圖。矢量SEX和SEY分別表示磁軌圖案的圖像28的某像素P中圖像畸變的X分量和Y分量。這些都是歐拉坐標系的位移，表示像素P是從哪裡位移而來的。而矢量SLX和SLY表示像素P中圖像畸變在拉格朗日坐標系中的位移，即應該存在於像素P的點往什麼地方位移。這裡假定畸變分布的微分值十分小，矢量SLX和SLY分別以矢量SEX和SEY近似表示。
由於使用這樣的方法，表示像素P中磁軌圖案在Y方向的位移的矢量D(未圖示)所包含的圖像畸變的Y方向分量的影響就是SEY本身。由於假定畸變分布的微分值十分小，矢量D所包含圖像畸變的X方向分量的影響以圖15中的矢量SEXY近似表示。圖15中的θ是磁軌的傾斜角。因而，表示修正後的磁軌圖案的Y方向位移的矢量Dt如下式所示。
Dt＝D-SEY+SEX×Tanθ在運算裝置5，在整個像素對包含圖像畸變影響的位移分布進行該計算，以計算出排除圖像畸變的影響的磁軌圖案的位移分布。
還有，作為排除圖像畸變影響的磁軌圖案位移分布的計算(步驟210)的其他方法，也可以用運算裝置5進行如下所示的處理。
亦即，對磁軌圖案圖像的拍攝(步驟209)所得到的磁軌圖案圖像28，用實施例1的圖像修正(步驟109)中說明的方法，使用X及Y方向的畸變分布進行修正。對所得到的修正後的磁軌圖案圖像28進行2值化處理和細線化處理，按像素單元求柵線的中心位置。把所得到的位置分布乘以一個像素的平均實際空間長度，得到實際空間長度單元的磁軌圖案的位置分布。根據所得到的磁軌圖案的位置分布與理想磁軌圖案的位置分布的比較，計算磁軌圖案圖像28的位移分布。為了得到柵線之間的位移分布，進行樣條內插等插補處理。
下面對迄今為止的一個像素的平均實際空間長度的計算、攝像範圍的調整和畸變分布的計算等進行校正的結果所得到的磁記錄磁軌檢查裝置的測定精度確認方法加以說明。
首先，與圖11的基準規的設置(步驟201)相同，把圖16所示的測定精度確認用的基準規44設置於磁記錄磁軌檢查裝置20的試樣設置臺22。測定精度確認用的基準規44也和基準規21的情況一樣，厚度與磁帶的厚度相同，或比磁帶厚一定的厚度，因此，在磁記錄磁軌檢查裝置20設置磁帶時磁帶上表面的位置與測定精度確認用的基準規44的圖案描畫面的位置相同。
在測定精度確認用的基準規44描畫著圖16所示的圖案。該圖案包含線圖41和模擬磁軌圖案45。模擬磁軌圖案45的間距被描畫為，與磁錄放裝置記錄在磁帶上的磁軌圖案的相同方位角的磁軌的理想間距相等。而模擬磁軌圖案45相對於線圖41的角度(圖16的θ)被選擇為，與磁錄放裝置記錄在磁帶上的磁軌圖案的理想磁軌角相等。假如是DVC格式，則間距為20微米，磁軌角為9.166809°。線圖41在對模擬磁軌圖案45進行攝像時進行位置調整時作為基準使用。
接著，由磁記錄磁軌檢查裝置20對測定精度確認用的基準規44的圖像進行攝像，計算排除圖像畸變影響的模擬磁軌圖案45的位移分布。一旦對測定精度確認用的基準規44的圖像進行攝像，即得到與磁軌圖案的圖像28相似的模擬磁軌圖案圖像(未圖示)。對該模擬磁軌圖案圖像進行與排除圖11的圖像畸變影響的磁軌圖案的位移分布的計算(步驟210)相同的處理，以計算出排除圖像畸變影響的模擬磁軌圖案45對理想磁軌圖案的位移分布(圖16的Y方向的位移分布)。
還有，模擬磁軌圖案45的位移分布的計算也可以利用實施例2的畸變分布計算(步驟107)的說明所述的使用傅利葉變換的相位信息處理進行。
而且，模擬磁軌圖案45對理想磁軌圖案的位移分布預先用其他測定手段測定。該測定手段得到的數據成為用於精度確認的基本數據。因而，測定手段必須是比磁記錄磁軌檢查裝置的測定精度更好的裝置。測定精度確認用的基準規44用與半導體領域使用的掩模的製作工序相同的工序製作。這時，模擬磁軌圖案45的暗部由在玻璃基片上制膜的鉻形成。而模擬磁軌圖案45的明部上不作任何加工。從而可以看見玻璃基片。高精度測定這樣的在玻璃基片上描畫的線條的位置用的測量儀器是光波幹涉式坐標測定機。以此反覆測定掩模圖案的邊緣位置，能以小於0.01微米的精度進行測定。使用該測量儀器測定精度確認用的基準規44的模擬磁軌圖案45的柵線的位置分布，計算相對於理想的測定圖案的位移分布。下面把上述所得的位移分布稱為基準位移分布。基準位移分布具有足夠測定精度以用超微米評定磁記錄磁軌檢查裝置的測定精度。測定精度確認用的基準規44製作在玻璃基片上，以此可以維持模擬磁軌圖案45的位移分布。因而，如上所述得到基本位移分布，使模擬磁軌圖案45的位移分布成為已知。
接著，從磁記錄磁軌檢查裝置得到的位移分布中取出與基準位移分布對應的數據，即同一測定線條上的數據。將其稱為試樣位移分布。將試樣位移分布與基準位移分布加以比較，能以超微米以下的精度確認磁記錄磁軌檢查裝置的測定精度。
而且，如圖17所示，也可以將線圖41、Y方向的柵圖42、X方向的柵圖43和模擬磁軌圖案45描畫在一個基準規上。使用這樣的基準規可以計算一個像素平均的實際空間長度、計算和調整攝像範圍、計算畸變分布以及確認測定精度，而不必調換基準規。
這樣採用第3實施例，可以計算出磁記錄磁軌檢查裝置20得到的圖像的一個像素平均的實際空間長度。
又，把一個像素平均的實際空間長度乘以檢查區域9的柵線的正交方向的像素數目，可以計算出檢查區域9中的攝像範圍，計算出與磁記錄磁軌檢查裝置20得到的圖像的檢查區域9對應的部分的攝像範圍。
又，把一個像素平均的實際空間長度乘以檢查區域9的柵線的正交方向的像素數目，計算出CCD攝像機3的檢查區域9中的攝像範圍，調整光學系統2的倍率使攝像範圍為規定值，以此可以調整與磁記錄磁軌檢查裝置20得到的圖像的檢查區域9對應的部分的攝像範圍。
用一個像素平均的實際空間長度，求柵像8的檢查區域9中柵線的正交方向的位移分布，在整個檢查區域9得出磁記錄磁軌檢查裝置20的光學系統2在與柵線正交的方向上的畸變分布，以此可以計算出與磁記錄磁軌檢查裝置20得到的圖像的檢查區域9對應的部分的畸變分布。
又，用CCD攝像機3對磁帶上所記錄的磁軌圖案進行攝像，用畸變分布計算出修正的磁軌圖案的位移分布，以此可以在磁記錄磁軌檢查裝置20得到排除圖像畸變影響的檢查結果。
又可以用規定的基準規對磁記錄磁軌檢查裝置進行校正。
而且由於基準規上的柵圖的間距與磁帶上的相同方位角的磁軌的間距相等，所得到的柵像的輝度分布接近於磁軌圖案的圖像的輝度分布。從而能夠以接近於實際測定的條件進行校正。
又，使用規定測定精度確認用的基準規，可以實施在更高精度的校正操作後的測定精度確認。
又，在一個基準規上預先設置包含模擬磁軌圖案的多種圖案，可以計算一個像素平均的實際空間長度、計算和調整攝像範圍、計算畸變分布以及確認測定精度，不必調換基準規就可以實施一連串的處理。
下面參照圖13、圖14對第4實施例加以說明。對在磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統的校正中利用進行傅利葉變換的相位分析的情況加以說明。
第4實施例所使用的裝置與第3實施例所使用的磁記錄磁軌檢查裝置20相同。而磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統的校正方法的程序也和第3實施例的磁記錄磁軌檢查裝置的光學系統的校正方法的程序相同。在本實施例中，在圖11的柵線數的計算(步驟203)中利用了使用傅利葉變換的的相位信息處理。對此將加以說明。
在圖9的圖像存儲器4所存儲柵像8的檢查區域9內的任意區域10中，由運算裝置5計算出Y方向上的每一像素包含的柵線數。運算裝置5使用了用下面說明的傅利葉變換的、柵像8的相位信息處理的方法。圖13是柵像8的檢查區域9中X方向或Y方向的柵線正交方向每一線條的輝度分布的波形的一個例子。對此進行傅利葉變換，即可得到頻譜。
圖14表示對圖13的輝度分布進行傅利葉變換時所得頻譜的實部和虛部平方和的功率譜的概略圖。該頻譜中只取出表示原波形1次諧波分量的基頻分量(相當於圖14的斜線部分)，進行反傅利葉變換，則在實部可得平滑波形取代原波形，在虛部可得偏移實部波形半波長的波形。將虛部除以實部所得數取反正切，即得到各像素中原波形1次諧波的相位值。計算出在這樣得到的柵像8的檢查區域9的相位值分布中，任意區域10內的相位值的變化量。相位值變化量為2π相當於一條柵線，因此，相位值變化量除以2π，即可以小數點以下的精度計算出任意區域10所包含的柵線數。因而可以得到比用2值化處理那樣的方法精度高的數值。
接著，對在圖11的畸變分布計算步驟(步驟208)中利用進行傅利葉變換的相位信息處理的情況進行說明。在運算裝置5，計算一個像素的平均實際空間長度的步驟(步驟206)中，用求得的一個像素的平均實際空間長度，計算柵像8的檢查區域9的位移分布，即光學系統2引起的圖像的畸變分布。在計算柵線數(步驟203)時，如果已經進行了在柵像8的檢查區域9的相位計算，就使用該計算結果。如果尚未計算相位，就用在柵線數計算(步驟203)中，利用進行傅利葉變換的相位信息處理時說明的程序進行該相位計算，算出在柵像8的檢查區域9的相位分布。取由一個像素的平均實際空間長度計算出的各像素的位置分布、在各像素將所得到的相位分布除以2π後乘以柵間距所得到的值二者之差，計算出柵像8的柵線的正交方向的位移分布。在上述使用傅利葉變換的運算處理中，位移數據可在檢查區域9內的所有像素點得到，沒有必要進行插補處理。又能以像素單位以下的精度算出位置分布，因此，畸變小於一個像素那樣的情況下，也能夠以良好的精度計算出畸變。而且，像磁記錄磁軌檢查裝置那樣，柵線數已經確定，不能夠用增加柵線數的方法來提高測定精度的情況下是有效的。
這樣，採用第4實施例，則在計算柵線數時使用進行傅利葉變換的相位信息處理，以此能夠以達到小數單位的高精度求得柵線數，因此，一個像素的平均實際空間長度的測定、攝像範圍的計算和調整，可以有更高的精度。
又，在計算畸變分布時使用進行傅利葉變換的相位信息處理，以此，能夠以小於像素單元計算位移分布，能夠以更高精度計算畸變分布和利用畸變分布修正位移分布。
權利要求
1.一種基準規，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規，其特徵在於，在其表面具有作為該基準規的坐標系的基準的線圖，和以等間距描畫成相對於所述線圖的基準方向具有規定的角度的柵圖，所述線圖和所述柵圖具有的厚度，使得在磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在磁記錄磁軌檢查裝置上設置磁帶時該磁帶上表面的高度位置實質上相等。
2.根據權利要求1所述的基準規，其特徵在於，所述柵圖的間距與所述磁帶上的磁軌圖案的間距實際上相等。
3.一種基準規，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規，其特徵在於，在其表面具有作為該基準規的坐標系的基準的線圖，和實質上與在所述磁錄放裝置中分別由兩個以上的具有規定的方位角的磁頭記錄在磁帶上的理想磁軌圖案中，以具有一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為明部，並且以具有另一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為暗部時得到的磁軌圖案相同的模擬磁軌圖案，沿著所述模擬磁軌圖案上的至少一條以上的位移測定線的，所述模擬磁軌圖案的相對於所述理想的磁軌圖案的位移分布是已知的，所述線圖和所述模擬磁軌圖案具有這樣的厚度，使得在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置磁帶時該磁帶上表面的高度位置實質上相等。
4.一種基準規，是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上的磁記錄磁軌的磁軌圖案，通過光學系統用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規，其特徵在於，在其上表面具有，作為該基準規的坐標系的基準的線圖，以及以等間距描畫，使其相對於所述線圖具有規定的角度的柵圖，還具有與在所述磁錄放裝置中，由分別具有規定的方位角的2個以上的磁頭記錄在磁帶上的理想磁軌圖案中，以具有一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為明部，並且以具有另一方位角的磁頭記錄的磁軌圖案為暗部時得到的磁軌圖案實際上相同的模擬磁軌圖案；沿著所述模擬磁軌圖案上的至少一條以上的位移測定線的、所述模擬磁軌圖案對所述理想磁軌圖案的位移分布是已知的；所述線圖、所述柵圖和所述模擬磁軌圖案具有的厚度，使得在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在所述磁記錄磁軌檢查裝置上設置所述磁帶時與該磁帶上表面的位置實際上相等。
全文摘要
本發明涉及磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規。這種基準規是對磁錄放裝置所記錄且進行過可視化處理的磁帶上磁記錄磁軌的磁軌圖案，用攝像裝置進行攝像、檢查的磁記錄磁軌檢查裝置用的基準規。在其表面具有作為該基準規的坐標系的基準的線圖，和以等間距描畫成相對於所述線圖的基準方向具有規定的角度的柵圖。所述線圖和所述柵圖具有的厚度，使得在磁記錄磁軌檢查裝置上設置時它們的表面與在磁記錄磁軌檢查裝置上設置磁帶時該磁帶上表面的高度位置實質上相等。
文檔編號G01B5/14GK1404034SQ01125279
公開日2003年3月19日 申請日期1997年1月23日 優先權日1996年2月23日
發明者林謙一, 曾我部靖, 松浦賢司, 村田茂樹 申請人:松下電器產業株式會社