JPH01147978A

JPH01147978A - ビデオディスク記録再生装置

Info

Publication number: JPH01147978A
Application number: JP62305724A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Takakubo; 高窪　陽一; Toshinori Ozaki; 尾崎　敏則; Yuji Sato; 裕治佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1989-06-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はビデオディスク記録再生装置に関する。

（従来の技術）ビデオディスクの記録再生は、従来映像信号ダ及び音声信号を周波数多重即ち第１図、第ｊ図に示す様
な周波数スペクトルとなる方式が一般的である。第１図
は、映像信号でＦＭ変調した信号６２とアナログ音声の
右チャンネル信号と左チャンネル信号でＦＭ変調した信
号６３と６４とを加算したものでこれをディスクに記録
する。その際、実際に記録するのは第１図に示す様な（
ａ）映像ＦＭ信号と（ｂ）音声信号とを加算した（ｅ）
信号の零交又間隔に対応、した長さを持つ（ｄ）ピット
である。このため実際に再生時に得られる信号の周波数
スペクトルは、記録時の信号のピットへの変換時に生じ
る波形整形のために第３図に示した周波数スペクトル以
外に混変調信号成分が発生する。また、ディスク製造プ
ロセス中に生ずるビット長の変化によっても混変調成分
は発生する。そこでこれらの混変調成分が、もとの映像
Ｆ　Ｍ信号６２や音声ＦＭ信号６３．６４に対して実用
上大きな妨害とならない様な音声ＦＭ信号６３．６４ノ
周波数、信号レベルが選ばれ、特に信号レベルについて
は、映像ＦＭ信号の振幅の１０％以下程度にするのが普
通である。第４図は音声ＦＭ信号６３．６４のかわりに
音声をＰＣＭ化し誤り訂正符号等を付加して８ビット−
１０ビツト変調（以後８−１０変調と称す）６５を施し
た音声８−１０変調信号を用いて音声を記録している。

第を図の方式と比較すると音声がディジタル信号として
記録再生されるために品質の高い音声が得られるという
特午長があるが、第１図、第４図いずれの方式においても非
線形性の強い伝送路で周波数多重を行なうことにより発
生する混変調成分による原信号の劣化は基本的に避ける
ことはできない。

近年、映像信号として高品位テレビ信号或いはこれを帯
域圧縮した信号を記録再生するビデオディスク記録再生
装置の開発がすすめられているが、この場合画像の高画
質化、音声の高品質化が重要な点となるため、周波数多
重を行なうことにょって生じる混変調成分による、これ
らの劣化は太きな障害となる。

一方、周波数多重を行なわず第１図に示す様な映像信号
と音声ディジタル信号とを時間軸多重した信号をＦＭ変
調した信号を記録再生する方式がτ 従来より良く知られている。第４図において（ａ）映像
信号は垂直ブランキング区間７６と垂直ブランキング区
間以外の区間７５に分けられ、また（ｂ）音声ディジタ
ル信号についてはこれを垂直走査期間ごとに時間軸圧縮
し時間軸音声ディジタル信号７２を得る。この（ａ）映
像信号の垂直ブランキング区間に時間軸圧縮音声ディジ
タル信号７２を挿入することにより得られた（ｅ）複合
信号を記録、再生することにより、周波数多重方式で避
けることのできなかった混変調による妨害を受けること
なく映像信号及び音声信号を再生することができる。と
ころがこの様な方式を採用する場合、音声ディジタル信
号に必要とする伝送帯域を考えると、これを圧縮して垂
直ブランキング区間に挿入することが困難に場合がある
。

例えば映像信号として高品位テレビ信号を帯域圧縮した
ＭＵＳＥ信号を採用する場合信号帯域は約８　ＭＨｚ程
度である。一方音声信号を、サンプリング周波数４０Ｋ
Ｈｚ以上、量子化ビット数１６ビツトのヒンパクトディ
スク或いは衛星放送りモードと同等の品質を持つたディ
ジタル信号とする場合、誤り訂正符号等を付加した後の
所要ビットレートは２　Ｍｂｐｓ程度となる。この音声
ディジタル信号をＭＵＳＥ信号の垂直ブランキング区間
に挿入するためには圧縮した音声ディジタル信号のビッ
トレートを３０　Ｍｂｐｓ程度にしなければならず、伝
送帯域を考えると、ＭＵＳＥ信号の１伝送サンプルあた
り２ビツトの伝送が可能な４値伝送としなければならな
い。ところがこれは、ＭＵＳＥ信号による再生映像画質
を十分許容できる程度となる様に、ＦＭ変調における変
調度、ディスクの回転速度等を設定しても、伝送路Ｓ／
Ｎ　、歪の影響で音声ディジタル信号の４値伝送を行な
うことは困難な場合が多い。例えばＮ　Ａ　−０，５２
〜０．５３のレンズ、発振波長７８０ｎｍのレーザダイ
オードを用いた光ピツクアップを使用した場合、キャリ
ア周波数１４　ＭＨｚ　、周波数偏移±２　ＭＨｚ　ｓ
エンファシス利得９〜１０ｄＢ程度でディスク回転線速
度を２０ｍ／ｓ程度とすれば映像信号については充分良
好な画質の信号が再生可能であるが音声ディジタル信号
については４値伝送を行なうことは困難であり音声ディ
ジタル信号、伝送時のロールオフ率を広くする等の工夫
が必要となる。

（発明が解決しようとする問題点）映像信号と音声信号とを周波数多重して記録再生する方
式では混変調により原信号に妨害を与えるという問題点
があり、映像信号の垂直ブランキング区間に音声ディジ
タル信号を挿入しこれをＦＭ変調して記録再生する方式
では高品質ディジタルな音声に必要なビットレートを必
ずしも確保し得ないという問題点があった。

また、これらの問題点を解決する方式として、映像信号
の垂直ブランキング区間はＦＭ変調せずここに音声ディ
ジタル信号を直接挿入するものがある。これだと音声デ
ィジタル信号はＦＭ変調しないので伝送帯域をほとんど
全域使用でき、充分なとットレートを得られる。しかし
この方式も同期信号を抽出する際映像信号区間では映像
信号或いはパイロット信号から、音声信号区間中は音声
信号内から同期成分を抽出するが映像信号と音声信号の
切り換りの時同期抽出に破綻が発生するという問題点が
あった。

本発明は、映像、音声に劣化が生じず且つ高品質な音声
信号に必要なビットレートを充分確保し得るビデオディ
スク記録再生装置を実現することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、映像信号については垂直ブランキング区間を
除いた部分についてＦＭ変調した信号を記録再生し、音
声ディジタル信号についてはこれをＲ−ＤＡＴで使用し
ている８−１０変調した信号を時間軸圧縮し、映像信号
の垂直ブランキングに対応する区間に記録再生し同期抽
出については、ディスクに記録する際に映像信号クロッ
クと８−１０変調信号のクロックの原クロックは同一ク
ロックを用いこれを分周、逓倍することにより得られた
ものを使用することにより、映像信号の同期と８−１０
変調信号の同期が一定の位相関係を持つ様にした。

（作用）本発明に依れば、時間軸多重を行なっているため映像、
音声信号に対する妨害が発生しない上に、音声ディジタ
ル信号については、ビデオディスクのドロップアウト等
によって生ずる長いバースト誤りに充分対応でき、符号
誤りに対する訂正能力が強力なＲ−ＤＡＴ用誤り訂正符
号を用いた８−１０調信号を使用しているため、音声デ
ィジタル信号をＦＭ変調して記録再生する従来例よりも
伝送ビットレートが高く且つ安定な音声を得ることがで
きる。

例えばＭ　Ｕ　Ｓ　Ｅ信号の垂直ブランキング区間に８
−１０変調信号を時間軸多重する場合、３０　Ｍｂｐｓ
程度のビットレートを確保することは（従来の技術）の
項で示した様なパラメータのもとて充分可能である。

（実施例）第１図、第２図に本発明の一実施例を示す。

第１図はビデオディスク記録装置の構成図、第Ｔ図はビ
デオディスク再生装置の構成図である。第１図において
入力映像信号（Ｒ）８゜入力映像信号（Ｇ）９゜人力映
像信号ＣＢ）１０．は映像信号エンコーダ１１によって
単一の映像信号となる。

映像信号としては現行放送で用いられているＮＴＳＣ信
号或いは帯域圧縮した高品位テレビ信号であるＭＵＳＥ
信号等があり、映像信号エンコーダとしては夫々、ＮＴ
ＳＣ信号の場合はＮＴＳＣエンコーダ、ＭＵＳＥ信号の
場合はＭＵＳＥエンコーダが用いられる。これらの信号
はＦＭ変調回路１３によってＦＭ変調され映像ｊＭ倍信
号４を出力する。一方アナログ入力音声信号１、Ａ／Ｄ
変換器２により＾／Ｄ変換され音声ディジタル信号３と
なる。８−１０調器４は、この信号３を入力とじて誤り
訂正符号化、インタリーブ、８−１０調等の処理を行な
い、音声８−１０変調信号５を出力する。

時間軸圧縮回路６は音声８−１０変調信号５を映像信号
の垂直走査期間ごとに分割し分割したそれぞれの音声８
−１０調信号を時間軸圧縮し時間軸圧縮した音声８−１
０変調信号７をそれぞれが垂直ブランキング区間に入る
ように作成する。切替器１５は、垂直ブランキング区間
では、時間軸圧縮した音声８−１０変調信号７を選択し
、それ以外の区間では映像Ｆ　Ｍ信号１４を選択し、記
録信号１６を作成する。これらの信号のタイミング関係
を第３図に示す。

記録信号１６はＥＯ変調器１７により強度変調された光
ビーム１８となり、ビデオディスク用原盤１９に依りカ
ッティングされる。

一方再生時には第２図に示した構成による再生装置によ
り再生が行われる。

第２図において、ビデオディスク２０内の記録信号は、
光ピツクアップ２１により読み出され、再生信号２２を
得る。この信号は等化器２３により等化され、等化され
た再生信号２４を得る。

垂直ブランキング区間検出回路２５は等化された再生信
号２４をもとに垂直ブランキング区間の検出を行う。垂
直ブランキング区間の検出は復調された映像信号３５を
用いることによっても行えるがその場合ＦＭ復調回路３
４の遅延時間等もあらかじめ考慮しておかなければなら
ない。そこで時間軸圧縮された音声８−１０変調信号の
先端及び終りの点をより正確に求めるためには、あらか
じめ音声信号の始点及び終点にディジタル信号で特定パ
ターンを持った信号を記録しておき、これを垂直ブラン
キング区間検出回路２５にて検出するようにすればより
正確に求めることが可能となる。

垂直ブランキング区間検出回路２５の出力である垂直ブ
ランキング区間検出信号２６により切替器２７が制御さ
れ、等化された再生信号のうち、垂直ブランキング区間
に存在する時間軸圧縮された音声８−１０変調信号のみ
が時間軸伸長回路２８に入力される。ここではこれを時
間軸伸長することにより連続した音声８−１０復調信号
２９を作成する。

この信号は８−１０復調デコーダ３０により８−１０復
調誤り訂正等の処理を受け、音声ディジタル信号３１と
なる。最後にこの信号がＤ／Ａ変換器３２によりＤ／Ａ
変換され、音声信号３３が出力される。

映像信号については、等化された再生信号２４のうち垂
直ブランキング区間以外の信号が切替器２７によりＦＭ
復調器３４に入力され復調された映像信号３５を得る。

この信号は映像信号デコーダ３６によりデコードされ映
像信号（Ｒ）３７、映像信号（Ｇ）３８、映像信号（Ｂ
）３９を出力する。

ところで、時間軸伸長回路２８．８−１Ｏ復調信号デコ
ーダ、映像信号デコーダでは、それらが処理行うためク
ロック信号または基準信号が必要となる。また、スピン
ドルモータサーボ回路に対しても線速度を制御するため
の信号が必要となる。同期抽出回路６４では、これらの
信号をまとめて発生する部分である。

ここに示す同期検出回路は１つのＰＬＬループ中に位相
比較器を８−１Ｏ信号用４５と水平同期信号用との２種
類を用意しこれを切り替えることにより音声８−１０信
号の同期抽出と映像信号の同期抽出を同時に抽出する方
式を持っている。このため音声８−１Ｏ信号の同期検出
においては映像信号による同期抽出によって得られたＰ
ＬＬループ内部の状態が初期値として使用でき、また逆
に映像信号の同期抽出においても音声８−１０信号の同
期抽出によって得られたＰＬＬの内部状態が初期値とし
て使用できたるめ、それぞれを別に同期抽出するより今
より精度の高い同期抽出を行うことが可能となる。

図に４において等化された再生信号２４とタイミング発
生回路５５によって作成された時間軸圧縮された８−１
０信号に対する基準信号４３とが８−１０信号位相比較
器４５によって位相比較され８−１０信号による位相比
較信号４６を得る。一方復調映像信号３５の水平同期部
分とタイミング発生回路５５によって作成された水平同
期基準信号４４とが水平同期信号位相比較器４７により
位相比較され水平同期信号による位相比較信号４８を得
る。

ループフィルタ５１の入力位相を信号５０は、垂直ブラ
ンキング区間検出信号、２６によって垂直ブランキング
区間には８−１Ｏ信号による位相比較信号４６が選択さ
れ、その他の区間については水平同期信号による位相比
較信号４８が選択される。ループフィルタ５１の出力信
号５２は電圧制御発振器５３の発振周波数と制御する。

電圧制御発振器５３の出力信号５４はタイミング発生回
路５５によって幾つかの基準信号を発生させるために用
いられる。基準信号としてはＰＬＬループ用の基準信号
４３．４４の他に時間軸伸張回路の入力部クロック信号
４１、時間軸伸張回路の出力部及び８−１０デコーダの
クロック信号４０、映像デコーダのクロック信号４２、
スピンドルモータサーボ回路への制御信号５６等がある
。スピンドルサーボ回路５７では制御信号５６をもとに
スピンドルモータ５９をスピンドルモータ回転する制御
信号５８にて制御する。

［発明の効果］本発明に依れば映像信号区間と音声信号区間とを時間軸
上で多重しているために、映像と音声の間での妨害が発
生しない。また、音声ディジタル信号については、強力
な誤り訂正及び補正能力を持ち、直流成分を持たないと
いう媒体記録に非常に適していると思われるＲ−ＤＡＴ
に使用されている８−１０変調信号を採用したために従
来より知られている。ディジタル信号をＦＭ変調して記
録再生する場合に比較して音声信号に対する伝送ビット
レートが高くできる。またｇ−ｔｏ変調信号の信号形式
は、■４８　ＫＨｚサンプリング、１６ビツト、２チヤ
ンネル　■３２　ＫＨｚサンプリング、１６ビツト、２
チヤンネル　■３２　ＫＨｚサンプリング、１２ビツト
、２チヤンネル　■３２　ＫＨｚサンプリング、１２ヒ
ツト、４チヤンネル　■４４．１ＫＨｚサンプリング、
１６ビツト、２チヤンネル（ＣＤフォーマット）と５つ
のモードで記録再生が可能である。このため高画質な映
像と、応用範囲の広い高品質のディジタル音声の記録再
生を両立して実現でき、高品質な映像、音声を要求され
る高品位テレビ信号を記録、再生する際特に有効となる
。

また、映像信号の同期抽出と音声８−１０変調信号の同
期抽出を共用することにより、それぞれ単独で行なう場
合よりも精度の高い同期抽出が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第す図は本発明の一実施例に係るビデオディスク記録装
置の構成図、第１図は本発明の一実施例に係るビデオデ
ィスク再生装置の構成図、第盪図波数多重記録方式にお
ける信号波形、第を図は映像信号と音声ディジタル信号
とを時間軸多重した信号波形である。１・・・音声信号、２・・・Ａ／Ｄ変換器、３・・・音
声ディジタル信号、４・・・ＥＦＭエンコーダ、５・・
・音声ＥＦＭ信号、６・・・時間軸圧縮回路、７・・・
時間軸圧縮した音声ＥＦＭ信号、８・・・入力映像信号
（Ｒ）、９・・・入力映像信号（Ｇ）、１０・・・入力
映像信号（Ｂ）、１１・・・映像信号エンコーダ、１２
・・・映像信号、１３・・・ＦＭ変調回路、１４・・・
映像ＦＭ信号、１５・・・切替器、１６・・・記録信号
、１７・・・ＥＯ変調器、１８・・・光ビーム、１９川
ビデオデイスク用原盤、２０・・・ビデオディスク、２
１・・・光ピツクアップ、２２・・・再生信号、２３・
・−等化器、２４・・・等死後の再生信号、２５・−・
垂直ブランキング区間検出回路、２６・・・ブランキン
グ区間検、出信号、２７・・・切替器、２８・・・時間
軸伸張回路、２９・・・音声ＥＦＭ信号、３０・・・Ｅ
ＦＭエンコーダ、３１・・・音声ディジタル信号、３２
・・・Ｄ／Ａ変換器、３３・・・音声信号、３４・・・
ＦＭ復調回路、３５・・・映像信号、３６・・・映像信
号デコーダ、３７・・・出力映像信号（Ｒ）、３８・・
・出力映像信号（Ｇ）、３９・・・出力映像信号（Ｂ）
、４０・・・時間軸伸張回路出力部及びＥＦＭデコーダ
へのクロック信号、４１・・・時間軸伸張回路入力部へ
のクロック信号、４２・・・映像信号デコーダへのクロ
ック信号、４３・・・時間軸圧縮されたＥＦＭ信号に対
する基準クロック信号、４４・・・水平同期基準信号、
４５・・・ＥＦＭ信号位相比較器、４６・・・ＥＦＭ信
号に依る位相比較信号、４７川水平同期位相比較器、４
８・・・水平同期信号による位相比較信号、４９・・・
切替器、５０・・・ループフィルタへの入力位相差信号
、５１・・・ループフィルタ、５２・・・ループフィル
タ出力信号、５３・・・電圧制御発振器、５４・・・電
圧制御発振器出力信号、５５・・・タイミング発生回路
、５６・・・スピンドルモータサーボ回路制御信号、５
７・・・スピンドルモータサーボ回路、５８・・・スピ
ンドルモータ制御電圧信号、５９・・・スピンドルモー
タ、６０・・・垂直ブランキング以外の区間、６１・・
・垂直ブランキング区間、６２・・・映像ＦＭ信号の周
波数スペクトル、６３・・・音声ＦＭ信号（左チャンネ
ル）周波数スペクトル、６４・・・同期抽出部、６５・
・・音声ＥＦＭ信号の周波数スペクトル、６６・・・映
像ＦＭ信号波形、６７・・・音声ＥＦＭ信号波形、６８
・・・映像ＦＭ信号と音声ＥＦＭ信号の和信号、６９・
・・ピット形状、７０・・・映像信号、７１・・・音声
ＥＦＭ信号、７２・・・時間軸圧縮された音声ＥＦＭ信
号、７３・・・映像、音声ＥＦＭ信号時間軸多重信号、
７４・・・音声ＦＭ信号（右チャンネル）の周波数スペ
クトル。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ビデオディスクの記録、再生において映像信号に
ついては、その垂直ブランキング区間を除いた区間の信
号をＦＭ変調した信号を記録、再生し、音声については
、これを回転ヘッド式ディジタルオーディオテープレコ
ーダに用いてる８−１０変調方式にて変調したディジタ
ル音声信号を時間軸圧縮し、映像信号の垂直ブランキン
グ区間に時間軸多重して記録、再生することを特徴とす
るビデオディスク記録再生装置。
（２）前記映像信号の水平同期周波数と時間軸圧縮した
８−１０変調信号のクロック周波数との比を有理数とす
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビデオ
ディスク記録再生装置。
（３）前記ビデオディスク再生時における映像信号の同
期抽出に映像信号中の水平同期信号又は、カラーバース
ト信号又はＦＭ変調信号に周波数多重されたパイロット
信号のみを用いて同期抽出を行なうのではなく時間軸圧
縮された８−１０変調信号の抽出クロック信号をも利用
して同期抽出を行なうことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のビデオディスク記録再生装置。
（４）前記ビデオディスク再生時における時間軸圧縮さ
れた８−１０変調信号のクロック抽出に８−１０変調信
号のみを用いてクロック抽出を行なうのではなく、映像
信号中の水平同期信号又はカラーバースト信号又はＦＭ
変調信号に周波数多重されたパイロット信号をも用いて
同期抽出を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載のビデオディスク記録再生装置。
（５）前記ビデオディスクの映像信号中の垂直ブランキ
ング区間に時間軸多重した８−１０変調信号の始点又は
終点に特定の識別信号或いは８−１０変調信号のクロッ
ク抽出のための補助信号を付加することを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載のビデオディスク記録再生装置
。