JP2754731B2 - 回転ヘッド型再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回転ヘッド型再生装置、特に、トラッキ
ングの制御装置に関する。

〔発明の概要〕

この発明では、テープ上に形成された斜めのトラック
を回転ヘッドが走査して映像信号を再生するようにした
回転ヘッド型再生装置において、 キャプスタンモータの速度が所定の周波数の信号でウ
オブリングされ、回転ヘッドで再生された再生RF信号の
エンベロープ信号がウオブリング用の信号により同期検
波されることにより第１のトラッキング制御信号が発生
され、回転ヘッドの所定位置から、再生垂直同期信号に
基づき形成されたウインドウパルスでゲートされた所定
の信号までの時間差に応じて第２のトラッキング制御信
号が発生され、モード遷移後の立ち上がり期間では、第
１のトラッキング制御信号でトラッキング制御を行い、
立ち上がり期間の後の定常期間では、第２のトラッキン
グ制御信号でトラッキング制御を行うように切り替えが
なされ、トラッキング用の信号を使用せずに、トラッキ
ングずれを良好に補正することができる。

〔従来の技術〕

回転ヘッド型のVTRでは、記録時に形成された斜めの
トラックを再生時にヘッドが正しく走査するためのトラ
ッキング制御が必要である。トラッキング制御の一つの
方式として、記録時にテープの長手方向に記録映像信号
から分離された垂直同期信号から形成された30Hzの周波
数のコントロール信号を記録し、再生時には、再生され
たコントロール信号とヘッドの回転位相とが記録時と同
様の関係となるように、テープ走行速度を制御するもの
が知られている。

このトラッキング用のコントロール信号を使用する方
式では、コントロール信号用の記録及び再生用のヘッド
が必要であり、また、コントロール信号用の長手方向に
延びるトラックを設ける必要があり、コストがかかり、
記録密度の向上が妨げられる問題があった。

また、８ミリVTRでは、下記のような４種類の周波数f
1,f2,f3,f4のパイロット信号が映像信号と共に順次記録
され、両隣接トラックのパイロットと信号と注目トラッ
クのパイロット信号とがfh（水平周波数）及び3fhの周
波数差を持つようにされる。

f1＝6.5fh ≒102.5kHz f2＝7.5fh ≒119.0kHz f3＝10.5fh≒165.2kHz f4＝9.5fh ≒148.7kHz 再生時には、両隣接トラックからのクロストーク成分
と、記録時と逆順のローカルパイロット信号との周波数
差成分（fh、3fh）のレベルを比較してトラッキングエ
ラーが検出される。

このように、トラック毎にパイロット信号の周波数を
切り替えたり、周波数差成分のレベルを比較したりする
処理は、回路構成が複雑化する問題があった。

上述の問題を解決するために、コントロール信号或い
はパイロット信号のような制御用の特別の信号を必要と
しないトラッキング制御方式が提案されている。同期検
波方式は、このトラッキング制御方式の一つである。こ
の同期検波方式では、キャプスタンが低周波の正弦波信
号でウオブリング（wobbling:揺れ、振動の意味）され
ることにより、再生RF信号のエンベロープがウオブリン
グされ、この再生RF信号が上記の正弦波信号で同期検波
されることによりトラッキングエラーの情報が得られ
る。

トラッキング制御用の特別の信号を必要としない他の
トラッキング制御方式として、同期信号タイミング検出
方式が提案されている。同期信号タイミング検波方式で
は、再生垂直同期信号から形成された±1/2H（H:水平周
期）の幅のウインドウパルスで特定の水平同期信号（或
いはトラッキング用に記録映像信号に付加されたパイロ
ット信号）が抜き取られ、回転ヘッドが所定の位置を通
過する基準時刻と特定の水平同期信号が再生される時刻
との時間差が検出され、この時間差からトラックずれの
方向及び量が判別される。

〔発明が解決しようとする課題〕

同期検波方式は、テープ速度の偏差の影響を受け難
く、また、制御動作の立ち上がりが速い利点を有し、一
方、ウオブリングされるテープがドラムの回転速度のむ
らを引き起こし、再生映像信号のジッタが増え、再生画
像が揺れる欠点を有する。同期信号タイミング検出方式
は、テープの速度の偏差の影響を受け難く、検波回路等
を必要としないので、回路構成が簡単である利点を有し
ている。しかし、同期信号タイミング方式は、テープ毎
に基準時刻とゲートされた水平同期信号との時間差を基
準の時間差と比較することが必要であり、この基準の時
間差を正しく検出できないと、良好なトラッキング制御
が難しい欠点がある。

従って、この発明の目的は、上述の同期検波方式と同
期信号タイミング方式の夫々の利点を生かすようにされ
た回転ヘッド型再生装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明では、テープ４上に形成された斜めのトラッ
クを回転ヘッド1a,1bが走査して映像信号を再生するよ
うにした回転ヘッド型再生装置において、 キャプスタンモータ５の速度を所定の周波数の信号Sw
でウオブリングさせ、回転ヘッド1a及び1bで再生された
再生RF信号のエンベロープ信号Seを上記ウオブリング用
の信号Swにより同期検波することによりトラッキング制
御信号を発生する第１のトラッキング制御回路10と、 回転ヘッド1a,1bの所定位置から、再生垂直同期信号
に基づいて形成されたウインドウパルスでゲートされた
所定の信号までの時間差を検出し、時間差に応じてトラ
ッキングずれを補正する第２のトラッキング制御回路19
と、 モード遷移後の立ち上がり期間では、第１のトラッキ
ング制御回路10でトラッキング制御を行い、立ち上がり
期間の後の定常期間では、第２のトラッキング制御回路
19でトラッキング制御を行うように切り替える回路12と が備えられている。

〔作用〕

VTRの動作モードが停止から再生に遷移する後の立ち
上がり期間では、同期検波サーボが使用され、定常期間
では、同期信号タイミングサーボが使用される。従っ
て、同期検波サーボにより同期信号タイミングサーボの
ために必要な基準の時間差を検出でき、また、再生画像
がウオブリングにより揺れる問題を生じない。

〔実施例〕

以下、この発明について図面を参照して説明する。こ
の説明は、下記の順序でなされる。

a.一実施例の全体の構成 b.同期検波サーボ方式 c.同期信号サーボ方式 d.変形例 a.一実施例の全体の構成 第１図において、1a及び1bは、フレーム周波数（30H
z）で回転するドラムに180゜の対向間隔で取りつけられ
た回転ヘッドを示す。回転ヘッド1a及び1bは、互いの差
動ギャップの延長方向が所定の角度のずれを有し、所謂
傾斜アジマス記録がなされる。２は、ドラムモータを示
し、３は、ドラムモータ２の回転位相と対応した検出信
号PGを発生する回転検出器を示す。また、ドラムの周面
に180゜よりやや大きい巻きつけ角で磁気テープ４が巻
きつけられた状態で、磁気テープ４が所定の速度で送ら
れる。磁気テープ４の巻きつけ角は、必要に応じて210
゜のように大きくされ、オーバーラップ期間にPCMオー
ディオ信号が記録されるようにしても良い。５は、磁気
テープ４を送るためのキャプスタンモータを示し、この
キャプスタンモータ５の回転周波数及び回転位相と対応
した検出信号FGを発生する回転検出器６が設けられてい
る。

回転ヘッド1a及び1bからの再生信号は、図示せずも、
再生スイッチング回路で１チャンネルの再生RF信号とさ
れ、再生アンプ７を介してFM復調回路８及びエンベロー
プ検波回路９に供給させる。エンベロープ検波回路９か
らは再生RF信号のエンベロープ信号Seが得られ、このエ
ンベロープ信号Seが同期検波サーボ回路10に供給され
る。同期検波サーボ回路10には、信号発生回路11からウ
オブリング用の正弦波信号Swが供給される。同期検波サ
ーボ回路10では、後述のように、エンベロープ信号Seを
ウオブリング用の正弦波信号Swで同期検波することによ
り、トラッキングずれの方向に対応した極性とトラッキ
ングずれに応じたレベルのトラッキング制御用の位相エ
ラー信号Ssが形成される。同期検波サーボ回路10からの
位相エラー信号Ssがスイッチ回路12の一方の入力端子13
aに供給される。

FM復調回路８からの再生映像信号が端子14に取り出さ
れ、再生信号処理回路（図示せず）に供給されると共
に、複合同期信号分離回路15に供給される。複合同期信
号分離回路15からの複合同期信号CSYが垂直同期信号分
離回路16及びANDゲート17に供給される。垂直同期信号
分離回路16により垂直同期信号VSYが分離される。この
垂直同期信号VSYがパルス発生回路18に供給され、垂直
同期信号VSYのタイミングより後の所定の水平同期信号
を抜き取るためのウインドウパルスWNが形成される。こ
のウインドウパルスWNがANDゲート17に供給され、ANDゲ
ート17から所定の水平同期信号Phが出力される。

ANDゲート17で抜き取られた水平同期信号Phが同期信
号サーボ回路19及び基準検出回路20に供給される。ドラ
ムモータ２と関連した回転検出器３の出力信号がアンプ
21に供給され、アンプ21からドラム（回転ヘッド1a、1
b）の回転位相と対応した位相を有する検出信号PGが発
生する。この検出信号PGが同期信号サーボ回路19及び基
準検出回路20に供給される。同期信号サーボ回路19は、
同期信号タイミング検出方式であって、検出信号PGとAN
Dゲート17からの水平同期信号Phとの時間差Tdが基準検
出回路20で検出された基準値Trと比較されることによ
り、トラッキング制御信号Stを形成する。同期信号サー
ボ方式では、水平同期信号に限らず、映像信号中の所定
の位置に付加されたトラッキング制御用のパイロット信
号からトラッキング状態を検出しても良い。同期信号サ
ーボ回路19からのトラッキング制御信号Stがスイッチ回
路12の入力端子13bに供給される。

スイッチ回路12で選択されたトラッキング制御信号が
加算回路22に供給され、速度エラー信号と加算される。
スイッチ回路12は、タイミング発生回路23で形成された
制御信号で制御される。タイミング発生回路23には、検
出信号PGと端子24からの動作モード信号とが供給され
る。この制御信号は、VTRの動作モードが停止から再生
に変わる時に、モード遷移直後の所定の立ち上がり期間
でローレベルであり、その後の定常期間でハイレベルで
ある。制御信号がローレベルの立ち上がり期間で、スイ
ッチ回路12の入力端子13aが選択され、これがハイレベ
ルの定常期間で、入力端子13bが選択される。

キャプスタンモータ５の回転速度を検出する回転検出
器６の出力信号がアンプ25に供給される。アンプ25から
の検出信号FGが速度エラー検出回路26に供給される。こ
の検出信号FGは、キャプスタンモータ５の回転速度に比
例した周波数を有しているので、速度エラー検出回路26
では、検出信号FGの周期から検出されたキャプスタンモ
ータ５の速度と速度基準とが比較され、速度サーボ信号
が形成される。この速度サーボ信号が加算回路22に供給
される。この加算回路22でスイッチ回路12からのトラッ
キング制御信号と速度サーボ信号とが加算される。

加算回路22の出力信号が位相補償回路27及びサーボア
ンプ28を介して加算回路29に供給される。位相補償回路
27は、サーボループの位相特性の制御のために設けら
れ、サーボアンプ28は、サーボループのゲイン特性の制
御のために設けられている。加算回路22には、スイッチ
回路30を介して信号発生回路11からのウオブリング用正
弦波信号Swが供給される。スイッチ回路30は、タイミン
グ発生回路23の出力がローレベルの立ち上がり期間でオ
ンし、その出力がハイレベルの定常期間でオフする。加
算回路29の出力信号が駆動アンプ31を介してキャプスタ
ンモータ５に供給される。キャプスタンモータ５は、ト
ラッキング制御信号と速度サーボ信号とで一定の速度で
トラッキングエラーを生じないように、磁気テープ４を
走行させる。立ち上がり期間では、スイッチ回路30がオ
ンし、正弦波信号Swがキャプスタンモータ５の駆動に用
いられるので、キャプスタンモータ５の回転速度が正弦
波信号Swで変調される。正弦波信号Swは、キャプスタン
モータ５が追従できる程度の低周波数信号である。

タイミング信号発生回路23からの制御信号がローレベ
ルの立ち上がり期間では、再生映像信号がミューティン
グされ、再生画像が表示されない。キャプスタンモータ
５の回転が安定し、基準の時間差Trの検出が終了した後
の、同期信号サーボ回路19によりトラッキング制御をな
しうる定常期間では、タイミング信号発生回路23の出力
信号がハイレベルに変化する。この制御信号により、立
ち上がり期間では、同期検波サーボ回路10によりトラッ
キング制御がなされ、定常期間では、同期信号サーボ回
路19によりトラッキング制御がなされる。

上述のこの発明の一実施例において、第１図中の破線
が囲んで示す部分は、マイクロコンピュータを使用した
ディジタル的な構成とできる。マイクロコンピュータの
制御の場合には、第２図に示すフローチャートのように
動作の制御がなされる。停止から再生へVTRの動作が変
わるモード遷移（キャプスタンモータ５の立ち上がり）
時には、位相エラー信号Ssにより同期検波サーボが開始
される（ステップ41）。

同期検波サーボでトラッキング制御がされている時に
回転ドラムの所定の回転位置を示す検出信号PGとゲート
された水平ドラム信号Phとの時間差Tdが検出され、この
時間差Tdが積分されることで、基準の時間差Trが検出さ
れる（ステップ42）。同期検波サーボが動作している時
には、検波された時間差Tdもウオブリングの影響を受け
るので、積分により平均化された値が基準値Trとされ
る。検出された基準の時間差Trが記憶手段に記憶される
（ステップ43）。

次に、エンベロープレベルENVが検出される（ステッ
プ44）。基準の時間差Trの検出が終了した後で、同期検
波サーボから同期信号サーボへサーボ方式が切り替えら
れる（ステップ45）。

この後の定常期間では、同期信号サーボでトラッキン
グが制御される（ステップ46）。

b.同期検波サーボ方式 第３図は、同期検波サーボ回路10の一例を示す。51で
示す入力端子にエンベロープ検波回路９からエンベロー
プ信号Seが供給される。入力端子51にハイパスフィルタ
52を介して同期検波回路53が接続される。同期検波回路
53に入力端子54からのウオブリング用の正弦波信号Swが
位相補正回路55を介して供給される。位相補正回路55
は、正弦波信号Swでキャプスタンモータ５の速度が変調
されるまでの遅れを補正するために設けられている。同
期検波回路53の出力信号がローパスフィルタ56に供給さ
れ、出力端子57にトラッキング制御用の位相エラー信号
Ssが取り出される。

エンベロープ信号Seは、正弦波sin ωｔでキャプスタ
ンモータ５が振動されているために、トラッキング情報
θ（ｔ）を含んでおり、sin（ωｔ＋θ（ｔ））と表す
ことができる。同期検波回路53からは、 sin ωｔ×sin（ωｔ＋θ（ｔ）） ＝1/2｛cos（−θ（ｔ））−cos（２ωｔ＋θ（ｔ）｝ で表される位相エラー信号Ssが得られる。この位相エラ
ー信号Ssがローパスフィルタ56を介されることで、２倍
の周波数成分が除去される。従って、ローパスフィルタ
56からは、1/2cos（−θ（ｔ））で表される位相エラー
信号Ssが得られる。

第４図及び第５図を参照して同期検波サーボ回路10に
よるトラッキングエラーの検出について説明する。第４
図Ａ及び第５図Ａにおいて、Ｔが磁気テープ４に形成さ
れたトラックの一部を示し、Ｈが回転ヘッド1a又は1bの
走査軌跡を示す。キャプスタンモータ５の立ち上がり期
間では、正弦波信号Swがスイッチ回路30を介して加算回
路29に供給されるので、キャプスタンモータ５の回転速
度（テープ速度）が正弦波信号Swに応じて変調され、ウ
オブリングした走査軌跡Ｈが形成される。

第４図は、トラッキングエラーがない時の動作を示し
ている。トラックＴと走査軌跡Ｈとが重なり合う斜線領
域で、第４図Ｂに示すように、トラックから再生RF信号
が得られる。エンベロープ検波回路９からは、第４図Ｃ
に示すエンベロープ信号Seが発生し、エンベロープ信号
Seがハイパスフィルタ52を介して同期検波回路53に供給
される。また、ウオブリング用の正弦波Swが同期検波回
路53に供給される。この正弦波Swは、同期検波回路53で
は、第４図Ｄに示すパルス信号に変換されて、エンベロ
ープ信号Seと乗算されるので、同期検波回路53からは、
第４図Ｅに示す出力信号が発生する。この出力信号がロ
ーパスフィルタ56に供給され、ローパスフィルタ56から
第４図Ｆに示す位相エラー信号Ssが発生する。トラッキ
ングエラーが無い時には、位相エラー信号Ssが０であ
る。

一方、第５図Ａに示すように、トラッキングエラーが
ある時（即ち、トラックＴの中心と走査軌跡Ｈの中心と
が一致しない時）には、第５図Ｂに示すRF信号が発生
し、第５図Ｃに示すエンベロープ信号Seが得られる。こ
のエンベロープ信号Seが第５図Ｄに示すパルス信号と乗
算されるので、第５図Ｅに示す同期検波出力が発生す
る。従って、ローパスフィルタ56から第５図Ｆに示すよ
うに、トラックずれの方向に応じた極性とトラックずれ
に応じたレベルの位相エラー信号Ssが得られる。同期検
波サーボ回路10で形成される位相エラー信号Ssは、トラ
ッキングエラーが無い時に０となり、トラッキングエラ
ーと対応して大きくなり、トラッキングエラーがトラッ
クピッチWpに等しい時に最大のレベルとなる。

c.同期信号サーボ方式 同期信号のタイミングを回転ヘッドの所定の回転位相
と比較し、トラッキングエラーを検出する同期信号サー
ボ回路19では、検出信号PGとANDゲート17からの水平同
期信号Phとの時間差からトラッキング制御を行う。第６
図を参照して同期信号サーボ方式によるトラッキング制
御信号の形成について説明する。第６図Ａは、複合同期
信号分離回路15で再生映像信号から分離された複合同期
信号CSYNCを示し、第６図Ｂは、垂直同期信号分離回路1
6で再生映像信号から分離された垂直同期信号VSYNCを示
す。垂直同期信号VSYNCからパルス発生回路18で第６図
Ｃに示すウインドウパルスWNが形成される。このウイン
ドウパルスWNは、時間差の検出のために利用される水平
同期信号Phに対して±1/2Hのパルス幅を有している。ウ
インドウパルスWNによりゲートされた第６図Ｄに示す所
定の水平同期信号Phとドラムの所定の回転位相と対応し
た位相の検出信号PG（第６図Ｅ）とが同期信号サーボ回
路19及び基準検出回路20に供給され、第６図でTdで示す
時間差が検出される。同期検波サーボによりトラッキン
グずれが補正されている時には、時間差Tdが基準値とな
るので、時間差Tdの積分した値が基準値Trとして検出さ
れる。

上述の同期信号サーボ方式によるトラッキング制御に
ついて、第７図及び第８図を参照して説明する。

第７図は、磁気テープ４に形成された記録パターンを
示し、Taが回転ヘッド1a（＋アジマス）で形成されたト
ラックを示し、Tbが回転ヘッド1b（−アジマス）で形成
されたトラックを示している。この例では、ガードバン
ドが存在せず、隣接する２本のトラックTa及びTbの始端
間の距離は、1/2Hの時間差に相当するものであり、水平
同期信号の記録位置がトラックと直交する方向に整列し
ている。第７図においてLrは、回転ヘッド1a,1bの所定
の回転位相、即ち検出信号PGの位相を示すための線であ
る。

第７図における中央のトラックTa上を回転ヘッド1aが
正しく走査するように制御する場合を説明する。トラッ
クずれが無い場合、即ち、トラックTaの中心と回転ヘッ
ド1aの中心が一致する走査軌跡S0が描かれる時には、検
出信号PGとトラックTaに記録されている水平同期信号Ph
との時間差が基準の値Trに一致する（第８図参照）。ト
ラックずれが無い状態に対して、回転ヘッド1aの中心の
走査軌跡がテープの上流側にずれた状態のトラックずれ
を正とし、一方、回転ヘッドの中心の走査軌跡がテープ
の下流側にずれた状態のトラックずれを負とする。

走査軌跡S1及びS2で示すように、±1/2Wp（Wp:トラッ
クピッチ）のトラックずれがある時には、時間差が（Tr
±1/4H）である。また、走査軌跡S3及びS4で示すよう
に、±Wpのトラックずれがある時には、時間差が（Tr±
1/2H）である。従って、トラックずれと検出される時間
差との関係は、第８図に示すものとなる。検出された時
間差に応じてキャプスタンモータ５の回転速度を制御す
ることで、トラッキング制御を行うことができる。

なお、検出信号PGに対する水平同期信号の時間差は、
１本のトラックで１回に限らず、複数回検出し、トラッ
キングの精度をより高くしても良い。

なお、第７図に示される記録パターン以外のパターン
例えば隣接するトラックの始端が1Hのずれを持つパター
ン等に対してもこの発明を適用できる。ガードバンドが
無く、隣接するトラックが1Hのずれを持つパターンで
は、ウインドウパルスWNの幅が±1Hとされる。

d.変形例 更に、停止から再生へのモード遷移に限らず、一本の
テープの途中で、短時間記録モード（SPモード）と長時
間記録モード（LPモード）とが切り替えられている時の
切り替わり点での遷移、つなぎ撮りされたテープのつな
ぎ撮り点での遷移等が生じる場合に対しても、この発明
は、同様に適用できる。

〔発明の効果〕

この発明では、VTRの動作モードが停止状態から再生
状態にかわるモード遷移後の立ち上がり期間では、同期
検波サーボでトラッキング制御がなされ、立ち上がり期
間の後では、同期信号サーボでトラッキング制御がなさ
れる。従って、同期検波サーボにより同期信号サーボの
ための基準値Trが検出でき、定常期間では、この基準値
Trを使用して同期信号サーボが働くので、精度の高い制
御を行うことができる。また、定常期間では、同期信号
サーボが使用されるので、ウオブリングのために再生画
像が揺れる問題を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はこ
の発明の一実施例の動作説明に用いるフローチャート、
第３図は同期検波サーボ回路の一例のブロック図、第４
図及び第５図は同期検波サーボによるトラッキングエラ
ーの検出の説明に用いる略線図、第６図は同期信号サー
ボの説明に用いるタイミングチャート、第７図及び第８
図は同期信号サーボによるトラッキング制御の説明に用
いる略線図である。 図面における主要な符号の説明 1a,1b:回転ヘッド、 4:磁気テープ、 5:キャプスタンモータ、 9:エンベロープ検波回路、 10:同期検波サーボ回路、 19:同期信号サーボ回路、 12、30:スイッチ回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テープ上に形成された斜めのトラックを回
   転ヘッドが走査して映像信号を再生するようにした回転
   ヘッド型再生装置において、 キャプスタンモータの速度を所定の周波数の信号でウオ
   ブリングさせ、上記回転ヘッドで再生された再生RF信号
   のエンベロープ信号を上記ウオブリング用の信号により
   同期検波することによりトラッキング制御信号を発生す
   る第１のトラッキング制御手段と、 上記回転ヘッドの所定位置から、再生垂直同期信号に基
   づいて形成されたウインドウパルスでゲートされた所定
   の信号までの時間差を検出し、上記時間差に応じてトラ
   ッキングずれを補正する第２のトラッキング制御手段
   と、 モード遷移後の立ち上がり期間では、上記第１のトラッ
   キング制御手段でトラッキング制御を行い、上記立ち上
   がり期間の後の定常期間では、上記第２のトラッキング
   制御手段でトラッキング制御を行うように切り替える手
   段と を備えたことを特徴とする回転ヘッド型再生装置。