JPH03120609A - 磁気再生装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はヘリカルスキャン型のビデオテープレコーダに
関し、詳しくは再生ヘッドの自動トラッキング制御装置
に関するものである。

〔従来の技術〕

第１１図は例えば特開昭５５−３２２４１号公報に示さ
れた従来の磁気再生装置の再生系を示す回路図である。

同図において、１は電気−機械変換素子である圧電素子
、２は圧電素子１に接着された磁気ヘッド、３は圧電素
子１をウオブリング駆動する駆動回路、４はバンドパス
フィルタで、バンドパスフィルタ４は磁気ヘッド２から
の再生信号中に含まれるウオブリング周波数を抽出する
。

５は発振器で、ウオブリング周波数の信号を発生する。

６は移相器で、ウオブリング駆動信号と実際の圧電素子
１のウオブリング動作の位相とを合わせる作用を行なう
。７は乗算器または同期検波回路（以下「同期検波回路
」とする）で、反転アンプ１７．正転アンプ１８．波形
成形回路１９およびアナログスイッチ２０で構成され、
移相器６からの信号とバンドパスフィルタ４からの信号
を乗算あるいは同期検波する。８はローパスフィルタで
、同期検波回路７の出力信号の帯域を制限する。９は加
算器である。

第１２図はトラックずれ量に対する磁気ヘッド２からの
再生エンベロープ信号の振幅の変化を表わした図である
０図中、Ａはトラックセンタより左側にずれた位置、Ｂ
はトラックセンタ、Ｃはトラックセンタより右側にずれ
た位置をそれぞれ表わしている。

第１３図−）〜（ｄ）はトラックずれの位置Ａ、Ｂ。

Ｃにおける磁気ヘッド２の再生信号のバンドパスフィル
タ４を通過した後の信号を、縦軸に振幅、横軸に時間を
取ってみたものである。同図（ａｌは圧電素子１の動き
、同図中）は磁気ヘッド２がＡ位置にずれた時のバンド
パスフィルタ４の出力信号の波形、また同図（Ｃ）は磁
気ヘッド２がＢ位置の時のバンドパスフィルタ４の出力
信号の波形、同図（ｄ）は磁気ヘッド２がＣ位置にずれ
た時のバンドパスフィルタ４の出力信号の波形を示して
いる。

第１４図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）は、第１３図（ｂ
）、　（Ｃ）、　（ｄ）と同様に、磁気ヘッド２の各ト
ランク位置Ａ、Ｂ。

Ｃにおける同期検波後の出力信号の波形を示したもので
ある。

次に動作について説明する。

一般にヘリカルスキャン方式の磁気再生装置において、
トラッキング制御のための回転磁気ヘッドと記録トラッ
クとの相対位置ずれを検出する方法は多数提案されてい
る０例えば映像信号の帯域外の何種類かの低い周波数の
信号を数トランクにわたって別々の周波数の信号が隣り
あうように記録し、再生時に左右のトランクのクロスト
ークレベルのちがいによって相対位置ずれ量を検出する
方法や、回転磁気ヘッドの走査方向と垂直な方向に回転
磁気ヘッドを一定周波数（以下「ウオブリング周波数」
という）で微小振動（以下「ウオブリング」という）さ
せることによって相対位置ずれを検出する方式がある。

このうち、前者は記録時に制御用のコントロール信号を
記録することが必要で、現行の１７２インチテープを使
用した民生用ビデオテープレコーダであるＶＨ３方式お
よびβ方式等では実現不可能である。しかし、後者は、
制御用の信号を記録する必要がないため、現行の民生用
ビデオテープレコーダにも適用できる。

このウオブリング方式は従来から提案されているので、
以下、−船釣なウオブリング法の動作原理について簡単
に説明する。

一般的に記録トランクに対する磁気ヘッド２に対する相
対位置ずれ量に対し、磁気ヘッド２から再生される再生
エンベロープ信号の振幅は第１２図のように変化する。

ここにおいて、発振回路５で発生された正弦波信号によ
り圧電素子１を駆動回路３で駆動すると、記録トラック
に対する磁気ヘッド２が正弦波状に微小振動し、この特
待られる磁気ヘッド２の再生エンベロープのウオブリン
グ周波数のみを通過させるバンドパスフィルタ４を通す
と、トラックずれ量に対応して第１３図中）、（Ｃ）ま
たは（ｄ）のような信号が得られる。

第１５図に圧電素子ｌの一般的な周波数特性を示す、ウ
オブリング周波数は、駆動電圧と圧電素子の微小信号と
の位相がまわらない帯域、すなわち圧電素子１の機械的
要因による一次共振周波数より低い帯域に選ばれる。こ
の理由の主な１つとして、圧電素子は製品ばらつきが大
きいため、複数ある機械的共振周波数もばらつくおそれ
があり、そのため、−次共振周波数より高い周波数にウ
オブリング周波数を選べないため、この帯域が選ばれて
いることが挙げられる。

さて、このように選択されたウオブリング周波数で、例
えば第１２図におけるＡ点（トラックセンタに対し左方
向にずれた場合ンにおいてウオブリングすると、バンド
パスフィルタ４の出力としては、磁気ヘッド２のウオブ
リング波形（第１３図＋８）図示）に対して位相の反転
した信号（第１３図中）図示）が得られ、逆に０点の場
合は、第１３図（ｄ）図示の同位相の信号が得られる。

トラックセンタであるＢ点の場合は、ウオブリング周波
数の２倍の周波数の信号が得られるが、バンドパスフィ
ルタ４の通過帯域外の周波数となるため信号振幅は減少
し、第１３図（Ｃ）に示すような信号となる。

次に、磁気ヘッド２の動きを表わしている波形Ｗ（第１
３図（ａ））と、バンドパスフィルタ４を通過したＡ−
Ｃの波形とを同期検波回路７にて同期検波すると、各相
対位置ずれ点Ａ、Ｂ、Ｃに対し、それぞれ第１４図（ａ
）、　（ｂ）、　（ｅ）に示すような波形信号が得られ
る。このとき、磁気ヘッド２の動きを表わしている波形
Ｗと、発振器５で発生する正弦波の位相とが、圧電素子
ｌの有する機械共振等による位相回りによって一致して
いるとは限らないため、この位相ずれ量を移相器６で位
相調整した後に同期検波回路７に入力される。同期検波
回路７はウオブリング波形Ｗが正の時にアナログスイッ
チ２０を正転アンプ１８側にたおし、ウオブリング波形
Ｗが負の時に反転アンプ１７側にだおすように動作させ
ることによって実現される。

最後に同期検波回路７の出力信号をローパスフィルタ８
によって平滑化することにより、記録トラックに対する
磁気ヘッド２の相対位置ずれ量に対応した信号（以下「
トラッキングエラー信号」という）が得られ、この信号
を相対位置ずれ量が収束する方向に磁気ヘッド２を動か
す圧電素子１にフィードバックすることにより、トラッ
キング制御系が構成される。

なお、圧電素子ｌを駆動するための駆動回路３には結果
的に圧電素子１を微小振動させるためのウオブリング信
号と、相対位置ずれ量に対応したフィードバック信号と
が加算されて入力される。

一般に可動ヘッドアクチュエータを搭載したビデオテー
プレコーダは、通常再生時のトラック曲かりに追従させ
るダイナミックトラッキングだけに使用されるだけでな
く、特殊再生時（高速再生、スロー再生、スチール等）
にも使用されることが多い。ここでビデオテープレコー
ダの記録方式としてアジマスロスを使用したガードパン
ドレス記録方式を利用したビデオテープレコーダを想定
すると、トラックピッチをαとした場合、特殊再生時に
アクチュエータが駆動すべき移動量Ｘは、ｎ倍速の場合
には次式のように与えられる。

ｘ＝（ｎ−１）Ｘα いま、この−例として民生用１／２インチビデオテープ
レコーダの一方式であるＶ）（Ｓ方式について考えてみ
る。ＶＨ３Ｈ２Ｏ２時間モードにおけるトラックピッチ
αが５８μｍであり、正逆５倍速再生の場合を想定する
と、アクチュエータが駆動すべきヘッド移動量は、 正方向５倍速時・・・・・・５８ｘ　（５−１）＝２３
２μｍ逆方向５倍速時・・・・・・５８Ｘ（−５−１）
・−３４８μｍとなり、少なくともアクチュエータはＰ
−Ｐ（ピーク・ツウ・ピーク）７００μｍ程度の駆動範
囲が必要なことがわかる。

アクチュエータを従来のように圧電素子であるバイモル
フに想定した場合を考えてみると、バイモルフは圧電素
子の中でも駆動電圧の割に振幅量の大きくとれる素子と
して知られている。そしてバイモルフの変位量ξは次式
で与えられる。

ξ＝ｄ３１ｘＶｘ　（Ｊ”／ｌ”）ｘＳＫｘｋただし、 ξ：変位 Ｖ：印加電圧 ｄ３１：圧電定数 ｌ：有効長 ｔ：圧電体−枚当たりの厚み ＳＫ：電極係数（０，９４〜０．９５）ｋ：ロスファク
タ（０，９） である、ここで、圧電定数ｄ３１は印加電圧の関数であ
り、Ｖ→大のときｄ３１→大となる関係になっている。

また、ＳＫ、　　ｋはバイモルフの電極形状で決まる定
数である。

さて、バイモルフの変位量ξは、このようにさまざまな
要因によって決まるものであるが、−ａにビデオテープ
レコーダ用のアクチエエータとして使用される場合は、
大振幅でかつ機械的共振ゲインが低くとれるように、圧
電定数ｄ３１が大きいものが選ばれる。しかしながら、
変位ξに主に影響するのは二乗の項であるバイモルフの
有効長！であり、ｌを長くすればそれだけ変位量ξは大
きくとれるということになる。

ＶＨ３方式への適用を考えると、アクチュエータを搭載
するドラム径が決まってしまうため、バイモルフの有効
長ｌも制限される。例えば第１６図に示すようにバイモ
ルフの形を設定した場合、一般に７００８ｍの可動範囲
はとれないことは周知の事実である。そこで限られたド
ラム径内でバイモルフの有効長を長くする様々な工夫が
なされることになる０例えば特開昭５５−２２２８５号
公報で示された第１７図のリング状バイモルフや、特公
昭６３−４１１３０号公報で示された第１８図の例等が
ある。しかし、このようにして有効長を長くして変位量
ξをかせいだとしても、次のような問題がある。

第１９図はバイモルフの有効長と磁気ヘッドの傾きとの
関係を示す説明図である。変位量ξと有効長！とヘッド
傾きθとの関係は、Ｒをバイモルフの曲率とすると、次
式で与えられる。

第２０図に、ＶＨ３方式方式逆方向５再速再生必要移動
量ξ−３４８μｍの場合におけるバイモルフの有効長と
ヘッド傾きの関係を示す。ヘッド傾きは画質劣化につな
がるため、傾き角の限度は一般に１度未満とされている
。この場合、ヘッド傾きが１度未満となるには、有効長
が４Ｑｍｍ以上なくてならないことになる。ＶＨ８方式
の場合はドラム径が６２φであり、バイモルフの形状を
リング状にしたりする様々な方法によって有効長を４０
ｍｍ以上にとることは可能であるが、ドラムサイズによ
って有効長は無制限に長くはとれないので、ヘッド傾き
は１度近くなり、画質の劣化はまぬがれない。

また、バイモルフは駆動するのに大電圧（１００〜数１
００Ｖ）が必要であり、またヒステリシスが生じること
、機械的強度の十分でなく磁気ヘッドを大振幅で変化さ
せようとすると破壊する危険があること、経時劣化があ
ること、また価格が高い等の問題があり、民生用ビデオ
テープレコーダで実用化するにはまだまだ問題が多い。

・次に、ボイスコイル型電磁駆動アクチュエータを磁気
ヘッド可動アクチュエータとして想定した場合を考えて
みる。ボイスコイル型電磁駆動アクチュエータとして、
第２１図のような構成のものが一例として挙げられる。

第２２図にこの構成のアクチエエータの周波数応答特性
を示す、第２１図において、１はアクチュエータ、−２
は磁気ヘッド、２１ａおよび２１ｂは永久磁石、２２ａ
および２２ｂは円盤状ヨーク、２３は円筒状ヨーク、２
４はセンタボール、２５ａおよび２５ｂはジンバルばね
、２６はボビン、２７はコイル、２８はムービングコイ
ル、２９はヘッド支持部材である。

このような電磁駆動型アクチュエータを使用すれば、駆
動電圧は数ボルトですみ、ヒステリシスもなく、ヘッド
傾きもなく、信頼性も高く、経時劣化もなく、安価なシ
ステムを構築できるので、民生用ビデオテープレコーダ
への実用化に適している。しかしながら、一般に電磁駆
動型アクチュエータは、第２２図の周波数応答特性図に
示すように、可動部質量が大きいので、−次の機械共振
周波数が低く、また、駆動時の磁界の影響をさけるため
、コイルと磁気ヘッドをある部材を介して十分に離して
やる必要があり、その部材に起因する二次共振周波数が
一次共振周波数と比較的近くにあるため、−次共振周波
数より低い帯域で制御をかける共振外補償によって制御
系を構築せねばならず、結局、制御帯域が広くとれない
ため、比較的高周波数成分のトラック曲がりには追従不
可能であった。

〔発明が解決しよ、うとする課題〕

従来の磁気再生装置は以上のように構成されているので
、磁気ヘッドをトランクの幅方向に移動させるアクチュ
エータの周波数特性によって、トラックに磁気ヘッドを
追従させるダイナミックトラッキング制御の制御帯域が
制限されるため、アクチュエータによっては比較的高周
波数成分をもったトランク曲がりパターンには追従不可
能な場合があり、画質および音質が劣化するという問題
があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、通常のダイナミックトラフキン
グ制御系では追従不可能な高周波数成分のトラック曲が
りにも追従可能なダイナミックトラッキング制御系をも
った磁気再生装置を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本発明は、回転ドラム
に搭載され、記録媒体上の記録トラックの長手方向に対
して垂直に磁気ヘッドを移動させるアクチュエータと、
このアクチュエータを一定周波数の正弦波信号で微小振
動させる駆動手段と、磁気ヘッドからの再生エンベロー
プ信号から微小振動信号成分を抽出し、この信号成分か
ら記録トランクに対する磁気ヘッドの相対位置誤差信号
を得、この相対位置誤差信号をアクチュエータに負帰還
してトラックに対する磁気ヘッドのトラッキングをとる
トラッキング制御回路を具備した磁気再生装置であって
、相対位置誤差を検出する手段の後に配置され、相対位
置誤差信号を補正する補正手段と、回転ドラムの１周期
分前の相対位置誤差信号を今回の周期の相対位置誤差信
号に加えてアクチュエータをドライブするためのドライ
ブ信号を出力する学習制御手段と、この学習制御手段の
後に配置され、ダイナミックトラッキング制御系を安定
化させる補償部と、この補償部の出力信号を入力して処
理した信号を学習制御手段の入力側に負帰還し、相対位
置誤差信号に含まれるむだ時間を補償するむだ時間補償
部とを設けるようにしたものである。

〔作用〕

本発明による磁気再生装置においては、回転ドラムの１
回転周期前の情報を利用する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図は、本発明による磁気再生の一実施例におけるダ
イナミックトラッキング制御系を示すブロック系統図で
ある。同図において第１１図と同一部分又は相当部分に
は同一符号が付しである。

第１図において、１は磁気へラド２を搭載し、磁気ヘッ
ド２を記録トラックの幅方向に変位させる回転ドラム１
０１内に取り付けられたボイスコイル型電磁駆動アクチ
ュエータであり、３はアクチュエータｌを駆動するドラ
イブアンプである。

また、１０２は磁気ヘッド２からの再生信号を増幅器す
るヘッドアンプ、１０３はテープ媒体特性や磁気ヘッド
出力特性によって変化するヘッドアンプ１０２からの出
力である再生エンベロープ振幅を一定のレベルにするた
めのオートゲインコントロール回路（以下ｒ　Ａ　Ｇ−
Ｃ回路」という）、１０４はダイオード等によってＡＧ
Ｃ回路１０３からの出力の正信号だけを取り出す半波整
流回路、１０５は回転ドラム１０１からのＦ　Ｃ（Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙＧｅｎｅｒａ　ｔｏｒ）信号を増幅する
ＦＧアンプ、１０６はＦＣアンプ１０５からの矩形波信
号を正弦波状になまらかすためのＦＧ周波数のバンドパ
スフィルタ、１０７はリミッタアンプ、１０Ｂは回転ド
ラム１０１からのＰ　Ｇ　（Ｐｈａｓｅ　Ｇｅｎｅｒａ
ｔｏｒ）信号を増幅するＰＧアンプ、１０９はトラッキ
ングエラー信号補正部である。回転ドラムに１８０度対
向して取り付けられた２つのヘッドを！ヘッド、■ヘッ
ドとすると、トラッキングエラー信号補正部１０９は、
ローパスフィルタ８からの相対位置誤差信号としてのト
ラッキングエラー信号ａを上記ＰＧアンプ１０８からの
信号とへラド切替パルスｂとを利用して■ヘッド側のト
ラッキングエラー信号、■ヘッド側のトラッキングエラ
ー信号というように２つのトラッキングエラー信号に分
け、■ヘッド、■ヘッド各々のヘッドがテープを走査し
ていない空走期間にはある所定のオフセット量を出力す
るように構成されている。

さらに、１１０はアクチエエータ１を駆動するためのド
ライブ信号を出力する学習制御部、１１１はダイナミッ
クトラッキング制御系が安定になるように低域位相補償
を行なう補償部、１１２はドライブアンプ３からの制御
信号をアクチュエータ１に供給するためのブラシ、１１
３はバンドパスフィルタ１０６の出力を増幅してウオブ
リング駆動信号をつくるアンプ、１１４は繰返し型学習
制御において、ウオブリングによるむだ時間を補償する
ためのむだ時間補償部である。

次に動作について説明する。一般にビデオテープレコー
ダのトラッキング精度はデツキメカ精度に依存しており
、トラッキング精度を上げるにはメカ的要因で限界があ
った。ところが時代の動向は高画質化、多機能化、長時
間記録化の方向にすすんでおり、これらを実現するには
高密度記録化技術が必要となってきた。高密度記録には
最短記録波長を短くする方法と、トラックピッチを短く
する方法の２つが挙げられる。

前者は記録媒体である磁性体の特性およびテープとヘッ
ドの間隔に依存し、現在の技術では飛躍的な記録波長の
短波長化が困難であるといわれている。一方、後者は主
にテープ走行系であるメカ的要因に依存し、１０μｍ程
度が狭トラツクの限界といわれているが、ヘッドをアク
チエエータによってトラック幅方向に移動させて、常に
トラッキング状態を保つようにダイナミックトラッキン
グ制御をかけることによって、さらなる狭トラツク化が
可能である。

ダイナミックトラッキング制御には、前述したように制
御用のコントロール信号をあらかじめ多重記録して、隣
接トラックからのクロストーク量からトラッキングエラ
ー信号を得る方式と、従来例で示したようなウオブリン
グ動作によってトラッキングエラー信号を得る方式とが
知られている。

本発明はトラッキングエラー信号が得られさえすれば、
どういった方式においても適用可能であるが、ここでは
、民生ビデオテープレコーダへの適用を考えて、記録フ
ォーマットに制御用信号を必要としないウオブリング法
によるダイナミックトランキング制御系に適用した場合
を示す。

本実施例におけるウオブリング法によるダイナミックト
ラッキング制御系の原理や概略は従来例とほぼ同等であ
るので、同一部分においては説明を省略し、従来例と特
に異なっている点について詳しく説明を行なう。

ビデオテープレコーダのトラック曲がりは、前述のとお
り、主にテープ走行系等による機械的要因によって生じ
、トラック毎に強い相関があることが知られている。ビ
デオテープレコーダにおいて頻繁に生じ、追従しに（い
と言われるいわゆるＳ字型のトラック曲がりパターンの
場合、ダイナミックトラッキング制御系が追従すべき追
従目標は第１Ｏ図のようになる０回転ドラム１０１に対
向して取り付けられた２つのヘッドの一方を■ヘッド、
他方を■ヘッドと呼ぶとすると、図中上部波形が！ヘッ
ド側のトラックずれ量、下部波形が■ヘッド側のトラッ
クずれ量を表わす。このように、Ｉ、ＩＩ各々のヘッド
のトラック曲がりパターンは同じパターンのものが周期
的に続くものだということがわかる。ここでこの周期を
Ｔとする。

このＴは、すなわち回転ドラム１０１の回転周期となる
ことはいうまでもない。このように目標値が周期的な繰
返し波形である場合、前周期の情報を利用することによ
って、残留偏差を極めて小さくすることが可能な高精度
繰返し学習制御の応用が考えられる。第２図に、学習制
御のブロック線図を示す。この系の動作、機能、特徴を
示すと、以下のようになる。

■目標値（目標位置の値）Ｍがステップの場合、残留偏
差をなくすためには、積分動作で目的を全うできるが、
目標値Ｍが時間によって変化する場合、偏差かのこって
しまう。

■変化する目標値Ｍに対する残留偏差を零にするために
は、目標値Ｍの全周波数成分に対する制御部のゲインを
無限大にしなければならないが、従来の古典的手法によ
ると無限大のゲインを安定に得ることは不可能である。

■目標値Ｍが周期的な繰返し波形である場合、その波形
に含まれる各々の周波数はｎ／Ｔ（ｎは整数）となる。

よって、むだ時間要素ｅ　−Ｔ　＊の各周波数に対する
伝達関数は、ω＝２π／Ｔから、ｅ−テＪｎＣｄ　　＝
　　ｅ−ｊＺ７ｃｔｔ＝　　１となるため、第２図のよ
うな正帰還ループを付けることによって、各周波数に対
するループ部の伝達関数は、 １−ｅ−”１−１ となる。よって、安定な無限大（ｏｏ）のゲインを得る
ことができる。ただし無周期性の外乱に対しては不安定
となる。

■アッテネータおよびフィルタによって無周期性の外乱
に対しても安定性を確保することによって、ある周期後
での偏差を極めて小さくすることが可能な制御系が構成
できる。

■なお、目標値Ｍは同一パターンでかつ繰返し周期Ｔの
波形でなければならない。

なお、第２図のＨはヘッド位置の値である。

以上に示した学習制御をビデオテープレコーダのダイナ
ミックトラッキングに適用した例、すなわち本発明を適
用した具体的構成および動作について以下に説明する。

■で示したように、目標値Ｍすなわちここではトラッキ
ングエラー信号は同一パターンでなければならない。本
発明ではトラッキングエラー信号の検出にウオブリング
法を用いているので、真のトラッキングエラーパターン
は、第５図の実線Ｓ１で示すように点線Ｓ２のトラッキ
ングエラー信号にウオブリング周波数の微小振幅の波形
が重畳された波形になる。よって、この重畳されたうォ
ブリングによる波形の位相を繰返し周期Ｔごとに一致さ
せる必要がある。そこで本実施例では、繰返し周期Ｔが
ドラム回転周波数であることに着目して、ウオブリング
信号を、従来例のように発振器からではなく、ドラムＦ
Ｇからつくっている。

具体的にはドラムＦＣ信号をＦＣアンプ１０５で増幅し
、ドラム回転周波数のＢＰＦ　１０６によって正弦波状
に波形成形することによってウオブリング信号を生成し
ている。こうすることによって常に各周期毎のトラッキ
ングエラー信号のウオブリングによって重畳された微小
振幅波形の位相を一致させ、■の条件を満たすようにし
ている。

また、ウオブリング法は原理的にウオブリング周波数を
サンプリング周期とした零次ホールドによってトラッキ
ングエラーを検出しているため、ウオブリング周期の半
周期Ｔ’　　（第５図参照）のむだ時間を含んでいる。

こういったむだ時間を含む系に対する学習制御は一般に
不安定になりやすく、何らかのむだ時間補償を考えなく
てはならない。そこで、本実施例では、学習制御ループ
の外側に新たに文献［計測自動制御学会論文集２５巻１
号、　　２　Ｂ／３３．１９８９年」で理論検討されて
いるスミス予測器による負帰還ループを構成し、第３図
のような系をつくって、上記むだ時間を補償している。

第３図で１１４がスミス予測器である。系を以上のよう
に構成すると、制御系の応答は制御対象のむだ時間Ｔ′
だけ遅れるものの、安定性についてはあたかもむだ時間
が無いもののようにして取り扱えることが知られている
。

次に、磁気ヘッドが追従すべき目標値、すなわちトラッ
キングエラー信号について考える。トラッキングエラー
信号は第９図のようになる。図中１、■両ヘッド間にヘ
ッド段差がない場合は上の信号Ｓ３のように、またヘッ
ド段差がある場合は下の信号Ｓ４のようになる。このよ
うにトラック曲がりパターンがＳ字型でかつ振幅が大き
い場合、Ｉヘッド、■ヘッドを共通の制御回路で同時に
駆動するシステムを構成すると、図中○で囲まれたヘッ
ド切替えが行なわれる時点で目標値が急激に変化するた
め、ドラム入口側すなわちヘッド突入時の引き込みに失
敗して、もしくは完全に追従しきれずに再生情報が欠落
するおそれがある。そこで本実施例では制御系を１．ｎ
各ヘッド毎に独立してもつことにした。なお、第２３図
に示すように、Ｉ、ＩＩヘッドをドラムの一方によせて
、２つのヘッドを同一のアクチュエータ１によって駆動
するフォーマットのビデオテープレコーダについては上
記制御系は１つで済むことはいうまでもない。

上述したようにトラッキングエラー信号をＩ。

■ヘッド各々に分ける操作はトラッキングエラー信号補
正部１０９（第１図参照）にて行なっている。第７図に
、トラッキングエラー信号補正部のブロック系統図、第
８図にその動作を説明するためのタイムチャートを示す
。以下、トラッキングエラー信号補正部１０９の動作を
第７図および第８図について説明する。

回転ドラム１０１のドラムＰＣ信号（第８図（ａ））は
単安定マルチバイブレータ（以下「モノマルチ」という
）ＭＭＩおよびＭＭ２に入力される。モノマルチＭＭＩ
およびＭＭ２の出力信号（第８図（ｂ）、　（ｃ））　
ａ　１．　　ｂ　１はそれぞれ立ち下がりがトラッキン
グエラー信号ｅｌ（第８図（ｆ））のＡヘッドおよびＢ
ヘッドのヘッド切替タイミングに一致するように調整さ
れている。モノマルチＭＭ１．ＭＭ２からの出力信号ａ
ｌ、ｂｌはそれぞれエツジ検出器ＥＧＩおよびエツジ検
出器ＥＧ２に入力され、信号ｃｌ、ｄｉ　（第８図（ｄ
）、　（ｅ））のように信号（ｂ）、　（ｅ）の立ち下
がりを検出したパルスをそれぞれ出力する。

トラッキングエラー信号ｅ１はサンプルホールド回路Ｓ
Ｈ１，ＳＨ２およびスイッチＳＷＩ、ＳＷ２に入力され
る。サンプルホールド回路ＳＨＩでは、トラッキングエ
ラー信号ｅ１の■ヘッドのドラム入口部すなわちｌヘッ
ド突入時のトラッキングエラー信号をエツジ検出器ＥＧ
Ｉの出力信号Ｃ１のタイミングでサンプルホールドする
。同様にサンプルホールド回路ＳＨ２では、トラッキン
グエラー信号ｅ１の■ヘッドのドラム入口部すなわち■
ヘッド突入時のトラッキングエラー信号をエツジ検出器
ＥＧ２の出力信号ｄ１のタイミングでサンプルホールド
する。スイッチＳＷＩではヘッド切替パルスｂ（第８図
（１））によって、サンプルホールド回路ＳＨＩの出力
信号ｆｉ（第８図（幻）とトラッキングエラー信号ｅ１
とを切り替える。

スイッチＳＷＩの出力信号ａｅ（第８図（ｊ））が補正
された■ヘッド（Ａヘッド）のトラッキングエラー信号
となる。同様にスイッチＳＷ２ではヘッド切替パルスｂ
によってサンプルホールド回路ＳＨ２の出力信号ｇｌ（
第８図（ｈ））とトラッキングエラー信号ｅ１とを切り
替える。スイッチＳＷ２の出力信号ｂｅ（第８′図街）
）が補正された■ヘッド（Ｂヘッド）のトラッキングエ
ラー信号となる。

以上のような構成によって、１．Ｉｔ両ヘッドの混在し
たトラッキングエラー信号を各々のヘッドについてのト
ラッキングエラー信号にヘッド段差ΔＸを考慮して分け
ることができる。また、こうすることによって、各ヘッ
ドともヘッド突入時に必ずオントランクされるごとにな
り、良好な制御系を実現している。なお、この実施例で
は以上のような構成によって各ヘッドのトラッキングエ
ラー信号に分解しているが、その他の方法２手段によっ
て実現してもかまわない。また、本実施例ではドラムに
２つのヘッドが対向して取り付けられているフォーマッ
トのビデオテープレコーダの場合を示しているが、前述
のように第２３図に示す構成である場合、このトラッキ
ングエラー信号補正部１０９は必要なくなる。

次に、学習制御部１１０の構成について詳しく述べる。

前述のとおり学習制御部１１０は第２図および第３図の
ような構成になっている。第２図から分かるように、学
習制御部１１０は、学習ループゲインを決めるアッテネ
ータ（ＫＯ）４１と、追従すべき目標値Ｍの繰返し周期
すなわち本実施例ではドラム１回転周期Ｔを記憶するメ
モリ４２と、学習ループの帯域を制限するフィルタ（ｑ
（ｓ））４３とから成り、これら３つの要素で正帰還ル
ープを構成している。なお、第２図、第３図で、４０は
一般の制御系の伝達関数、４６はむだ時間を含む制御器
である。前述のとおり、一般に、通常の制御系にこのよ
うな繰返し学習制御部を挿入すると、外乱に対して系は
不安定になるため安定性の検討が必要となる。本実施例
では、アッテネー“り４１とフィルタ４３を第４図で示
す安定判別によって設定し、系の安定性を確保している
。すなわち、第４図で、複素平面上の（−１，０）を中
心とする半径Ｋｏｌｑ（ｓｌｌの内側の領域ＳＩＯと学
習制御部１１０を挿入する前のダイナミックトラッキン
グ制御系のベクトル軌跡Ｓ１１．Ｓ１２とが各周波数（
各角速度）にわたって重ならないようにに０およびｑ　
（Ｓ）を設定することによって、学習制御部１１０を挿
入しても安定な系になるようにしている。通常アッテネ
ータ４１のに０はに０≦１であり、フィルタ４３は一次
のローパスフィルタで構成されている。なお、円Ｓ１３
は１ｑ（Ｓ）＝１．Ｋｏ＝１における不安定領域を示す
。またＰＭは移相余裕である。

以上、本実施例の特徴的なところを特に詳しく述べたが
、全体のダイナミックトラッキングの原理については従
来例と同様であるので、その説明を省略する。

第６図に本実施例における応答特性図を示す。

本発明を適用する前の応答は、第６図の期間Ｔａで示す
ように、応答周波数が低いためかなりの残留偏差が生じ
ている。本発明を適用した場合は、期間Ｔｂ、Ｔｃに示
すように、学習回数（繰返し回数）を重ねるにつれ、残
留偏差の圧縮が可能となり、急激で振幅の大きいトラン
ク曲がりについてもほぼ追従できるように改善されてい
る。

また、ここでは、■ヘッド側の制御系についてのみ述べ
たが、■ヘッド側も同一の構成によって制御することは
いうまでもない。

なお、上記実施例においては、トラッキングエラー検出
にウオブリング法を用いたが、トラッキングエラーを検
出可能であれば、その他のいかなる方式においても同様
の効果がある。また、上記実施例においてはアクチュエ
ータに前述したように特殊再生等に有利な電磁駆動型の
ものを用いたが、バイモルフタイプ、積層圧電素子を用
いた方式等、他のタイプのアクチュエータにも同様の効
果を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、通常のビデオテープレコ
ーダのダイナミックトラッキング制御系を学習制御を応
用した系にしたことにより、アクチュエータを変更する
ことなく、より広帯域高精度な制御系が安価に得られる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気再生装置の一実施例を示すブ
ロック系統図、第２図は学習制御部を説明するためのブ
ロック線図、第３図は本発明の一実施例における制御系
を示すブロック線図、第４図は本発明の一実施例におけ
る制御系の安定性を検討するためのグラフ、第５図は真
のトラッキングエラー信号とウオブリングによって検知
されたトラッキングエラー信号との比較を示すグラフ、
第６図は本発明の一実施例における制御系の応答特性を
示す特性図、第７図は本発明の一実施例におけるトラッ
キングエラー信号補正部の構成を示すブロック系統図、
第８図は第７図の各構成の動作を示すタイムチャート、
第９図、第１０図は一般的な磁気再生装置におけるトラ
ッキングエラー信号を示すグラフ、第１１図は従来の磁
気再生装置のダイナミックトラッキング制御系のブロッ
ク系統図、第１２図はトラックずれに対する磁気ヘッド
からの再生エンベロープ振幅を示すグラフ、第１３図は
ウオブリング駆動信号と第１２図の各トラックずれ位置
における再生エンベロープ信号から抽出したウオブリン
グ信号の位相と振幅の関係とを示す波形図、第１４図は
第１２図の各トラックずれ位置における同期位相検波出
力波形図、第１５図は従来例におけるバイモルフの一般
的周波数特性を示す特性図、第１６図、第１７図および
第１８図はそれぞれ従来のバイモルフのドラム配置を示
す配置図、第１９図はバイモルフの変位量および有効長
とヘッド傾きの関係を示す説明図、第２０図はバイモル
フの有効長とヘッド傾きの関係を示すグラフ、第２１図
は磁気駆動ボイスコイル型アクチュエータの一例を示す
断面図、第２２図は第２１図に示したアクチュエータの
周波数特性図、第２３図は本発明の一実施例における回
転ドラムと磁気ヘッドの配置の例を示す配置図である。 ｌ・・・アクチュエータ、２・・・磁気ヘッド、３・・
・ドライブアンプ、４，１０６・・・バンドパスフィル
タ、６・・・移相器、７・・・同期検波回路、８・・・
ローパスフィルタ、ａ・・・加算器、１０１・・・回転
ドラム、１０２・・・ヘッドアンプ、１０３・・・ＡＧ
Ｃ回路、１０４・・・半波整流回路、１０５・・・ＦＧ
アンプ、１０７・・・リミッタアンプ、１０８・・・Ｐ
Ｇアンプ、１０９・・・トラッキングエラー信号補正部
、１１０・・・学習制御部、１１１・・・補償部、１１
２・・・ブラシ・１１３・・・アンプ、１１４・・・む
だ時間補償部。 代 理 人 大 岩 増 雄 １−ζゴｂ　ｒ−ｃべ ０ 第 ８ 図 第 １ 図 第 ２ 図 ＶラックＴ″に 第 図 第 ０ 図 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ Ｔ Ｔ 時開 第 ３ 図 第 ４ 図 第 １５ 図 第 ６ 図 第 ２０図 ノＪイモルアＩ：Ａ屑か長 （ｍｍ） 第 １ 図 第 ７ 図 第 ２２図 ｒ＠液数−（Ｈｚ） 第 ３ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 回転ドラムに搭載され、記録媒体上の記録トラックの長
   手方向に対して垂直に磁気ヘッドを移動させるアクチュ
   エータと、このアクチュエータを一定周波数の正弦波信
   号で微小振動させる駆動手段と、前記磁気ヘッドからの
   再生エンベロープ信号から前記微小振動信号成分を抽出
   し、この信号成分から前記記録トラックに対する前記磁
   気ヘッドの相対位置誤差信号を得、この相対位置誤差信
   号を前記アクチュエータに負帰還して前記トラックに対
   する前記磁気ヘッドのトラッキングをとるトラッキング
   制御回路とを具備した磁気再生装置であって、 前記相対位置誤差を入力し、この相対位置誤差信号を補
   正する補正手段と、 前記回転ドラムの１周期分前の相対位置誤差信号を今回
   の周期の相対位置誤差信号に加えて前記アクチュエータ
   をドライブするためのドライブ信号を出力する学習制御
   手段と、 この学習制御手段の出力信号を入力し、ダイナミックト
   ラッキング制御系を安定化させる補償部と、 この補償部の出力信号を入力して処理した信号を前記学
   習制御手段の入力側に負帰還し、前記相対位置誤差信号
   に含まれるむだ時間を補償するむだ時間補償部とを備え
   た ことを特徴とする磁気再生装置。