JPH041422B2

JPH041422B2 -

Info

Publication number: JPH041422B2
Application number: JP57203997A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sasaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-11-20
Filing date: 1982-11-20
Publication date: 1992-01-13
Also published as: JPS5994204A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ビデオ信号に対して日付、時刻、場
所等の情報を内容とするデータ信号を周波数多重
化して記録媒体に記録するデータ信号記録装置お
よび記録再生装置に関する。

〔背景技術とその問題点〕

一般にビデオ信号記録装置として、ビデオテー
プレコーダ、ビデオシートレコーダ等が知られて
いるが、特に、静止画像を記録する電子カメラと
して使用されるビデオ信号記録装置の場合には、
撮映内容に関連した各種情報、たとえば日付、時
刻、場所、撮映者名、使用レンズ、絞り、シヤツ
ター速度等を内容とするデータ信号を、ビデオ信
号と同時に記録することが望まれている。

このように、ビデオ信号に対してデータ信号を
多重化して同時記録する場合には、少なくとも次
の２点に充分な考慮をはらう必要がある。すなわ
ち、データ信号とビデオ信号との相互干渉等によ
る画像への悪影響を無くすようにすること、およ
び、記録媒体と記録ヘツドとの当りや相対速度の
変動あるいは外乱雑音混入等の悪条件下にあつて
も確実にデータ再生が行ない得ることである。

さらに、電子カメラのような小型携帯用ビデオ
信号記録装置に適用することを考慮すると、構成
が簡単であることも重要である。

〔発明の目的〕

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
り、簡単な構成でビデオ信号に対してデータ信号
を重畳して同時記録が行なえ、しかも画像への悪
影響が無く、多少の悪条件下でも確実にデータ再
生が行なえるようなデータ信号記録装置および記
録再生装置の提供を目的とする。

〔発明の概要〕

すなわち、本発明に係るデータ信号記録装置の
特徴は、ビデオ信号にデータ信号を重畳して磁気
記録媒体に磁気ヘツドを用いて記録するデータ信
号記録装置において、上記ビデオ信号の周波数成
分と分離可能で該ビデオ信号の周波数よりも低い
一定周波数の信号を上記データ信号の搬送波信号
として用い、この搬送波信号を上記ビデオ信号の
水平周期信号に位相ロツクさせるとともに、上記
データ信号の値に応じて上記搬送波信号の位相を
正転または反転させることによつてデータ変調を
行い、該変調された信号を上記ビデオ信号と共に
上記磁気記録媒体上に記録するようになされたこ
とである。

また、本発明に係るデータ信号記録再生装置の
特徴は、ビデオ信号にデータ信号を重畳して記録
し再生するデータ信号記録再生装置において、記
録時に、上記ビデオ信号の周波数成分と分離可能
で該ビデオ信号の周波数よりも低い一定周波数の
信号を上記データ信号の搬送波信号として用い、
この搬送波信号を上記ビデオ信号の水平同期信号
に位相ロツクさせるとともに、上記データ信号の
値に応じて上記搬送波信号の位相を正転または反
転させることによつてデータ変調を行い、該変調
された信号を上記ビデオ信号と共に上記磁気記録
媒体上に記録し、記録されたデータ重畳ビデオ信
号の再生時に、データ信号の上記搬送波周波数成
分を分離するとともに、再生されたビデオ信号の
水平同期信号に位相ロツクされた上記一定周波数
の搬送波信号を形成し、該搬送波信号により上記
周波数分離されたデータ信号を同期検波するよう
にしたことである。

〔実施例〕

以下、本発明に係るデータ信号記録装置および
データ信号記録再生装置を電子カメラに適用した
一実施例について説明する。この電子カメラは、
本件出願人が先に提案しているカラー静止画像記
録用の小型携帯用ビデオ信号磁気記録装置であ
り、複数フイールドのカラー画像のビデオ信号を
回転する磁気シートに対して順次同心円状記録ト
ラツクを形成するように磁気記録するものであ
る。また、記録されるビデオ信号は、たとえば輝
度信号と色信号とが周波数分割多重化されたもの
であり、いずれもFM変調され、色信号について
は、Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号の２つの色差信
号が水平走査期間毎に交互に切換えられるような
線順次信号となつている。

第１図は、上記電子カメラに本発明のデータ信
号記録装置を適用した一実施例を説明するための
ブロツク回路図である。この第１図において、入
力端子１には記録すべきビデオ信号の水平同期信
号成分が供給されている。入力端子１からの信号
は、ハーフＨキラー回路２に送られて垂直同期信
号部分の等価パルスが除去され、第２図ａに示す
ような水平同期信号となる。この水平同期信号
は、PLL（フエーズロツクループ）回路３に送ら
れて、データ搬送波信号の位相ロツクを行なう。
すなわち、PLL回路３内には、一定のデータ搬
送波周波数号_DCで発振する発振器が設けられて
おり、この発振出力信号の位相が上記水平同期信
号にて同期をとられるような位相同期ループが構
成されている。ここで、上記データ搬送波周波数
_DCを水平走査周波数_Hの整数倍、たとえば13倍
（_DC＝13_H）とするとき、PLL回路３からの出力
信号はたとえば第２図ｂに示すようなデータ搬送
波パルス信号となつて表われる。このデータ搬送
波パルス信号を、入力データの“１”、“０”に応
じてPSK（フエーズシフトキーイング）方式によ
り変調している。

すなわち、PLL回路３からの第２図ｂに示す
データ搬送波パルス信号は、PSK変調用の位相
切換手段である切換スイツチ４の一方の選択端子
４₁に送られており、また、上記データ搬送波パ
ルス信号はインバータ５によつて第２図ｃに示す
ような位相の反転した（位相が180゜ずれた）パル
ス信号となり、この位相反転したパルス信号は切
換スイツチ４の他方の選択端子４₂に送られてい
る。この切換スイツチ４は、データ入力インター
フエース回路６からの出力データ信号に応じて切
換制御され、たとえばデータが“０”のとき選択
端子４₁に、データが“１”のとき選択端子４₂に
それぞれ切換接続される。

データ入力インターフエース回路６は、主とし
てデータの切換タイミング制御を行なうものであ
る。すなわち、データ入力インターフエース回路
６のデータ入力端子７には、ビデオ信号に重畳し
て記録すべきデータ信号、たとえば撮映日付デー
タ、時刻データ、撮影場所データ、撮影者名デー
タ、さらには、使用レンズ、絞り、シヤツター速
度等の機械データ等を内容とするデイジタルデー
タ信号が供給されており、このデータの“１”、
“０”のビツト切換タイミングを、たとえばハー
フＨキラー回路２からの水平同期信号に応じて決
定し、またビツト切換周期T_Bを１水平走査期間
（1H時間）の整数倍（T_B＝nH）となるように設
定して、出力データ信号としている。たとえば第
２図の例においては、時刻t_Sにて上記出力データ
信号のビツト切換えが行なわれており、この時刻
t_Sより前でデータが“０”、t_S以後でデータが
“１”に変化している。また、上記ビツト切換周
期（あるいはビツトインターバル）T_Bは、１フ
イールドのビデオ信号に対して記録すべきデータ
の総ビツト数等を考慮して決定すればよい。たと
えば、水平走査期間の４倍（T_B＝4H）に設定し
た場合には、１フイールドが262.5Hであるから
理論的には65ビツトまでのデータを記録でき、現
実的には無効部分等の余裕を見つもつて、約50ビ
ツト程度のデータを記録できる。

また、１フイールドにつき一連の（たとえば50
ビツト程度の）データビツト群が配設される場合
に、１フイールド中のデータビツト群の開始や終
了等のタイミングを決定するために、記録すべき
ビデオ信号のたとえば垂直同期信号を用いてい
る。すなわち、入力端子８を介して供給されるビ
デオ信号の垂直同期信号をデータ入力インターフ
エース回路６に送り、この垂直同期信号を基準と
して上記一連のデータビツト群の記録開始タイミ
ングを決定している。

次に、切換スイツチ４からの第２図ｄに示す
PSK変調データパルス信号は、矩形波で高調波
成分を多く含んでおり、周波数分割多重化の際に
ビデオ信号周波数帯に悪影響を及ぼすおそれがあ
るため、バンドパスフイルタ９によりデータ搬送
波周波数_DC成分のみを取り出して、第２図ｅに
示すような略正弦波状のPSK変調データ信号を
得ている。このデータ信号は、加算器１０に送ら
れて、入力端子１１からのFM変調された輝度信
号FM−Ｙ、および入力端子１２からのFM変調
された色信号FM−Ｃと加算混合され、記録アン
プ１３を介して記録信号出力端子１４より取り出
される。この出力端子１４からの記録信号は、た
とえば第３図のような周波数スペクトルを有し、
周波数の低域側から高域側に向かつて、データ信
号PSK−Ｄ、色信号FM−Ｃ、輝度信号FM−Ｙ
の順に配設されている。そして、上記データ搬送
波周波数_DCを13_Hに選んだ場合には、_DC≒204K
Hzとなり、色信号FM−Ｃの周波数スペクトル曲
線の低周波側の裾の部分にデータ信号PSK−Ｄ
が配設され、相互干渉が極めて少なくなる。

さらに、データ信号PSK−Ｄのレベルとして
は、輝度信号FM−Ｙの搬送波信号レベルに比べ
て充分低く、たとえば35dB程度低く設定するこ
とにより、データ信号のビデオ信号に与える悪影
響を非常に少なくできる。

次に、以上のようなデータ信号記録装置で記録
されたデータ重畳ビデオ信号よりデータを再生す
る装置の一例について、第４図を参照しながら説
明する。

この第４図において、入力端子２１には再生ビ
デオ信号の水平同期信号成分が供給されており、
ハーフＨキラー回路２２により垂直同期信号部分
の等価パルスが除去されて、第５図ａに示すよう
な水平同期信号が得られる。この水平同期信号を
PLL回路２３に送ることにより、前述のように
周波数_DCで水平同期信号に位相ロツクされた第
５図ｂに示すデータ搬送波パルス信号を得てい
る。このデータ搬送波パルス信号の上記_DC成分
のみをローパスフイルタ２４で取り出し、さらに
移相器２５により位相補正を行なつて、第５図ｃ
に示すような正弦波状のデータ搬送波信号を得、
この信号を乗算器２６に送つている。

一方、入力端子２７には、再生磁気ヘツド等に
より再生されたデータ重畳ビデオ信号が供給され
ている。この再生信号をバンドパスフイルタ２８
に送ることによつて、前記データ信号PSK−Ｄ
成分のみを取り出し、増幅器２９で増幅して、第
５図ｄに示すような再生データ信号を得る。この
再生データ信号を乗算器２６に送つて上記データ
搬送波信号と乗算することにより、いわゆる同期
検波を行なつている。ここで、上記移相器２５
は、各信号がローパスフイルタ２４やバンドパス
フイルタ２８等を通ることによる位相ずれを補償
し、乗算器２６への各入力信号の基準位相を正確
に一致させるためのものである。

第５図の例では、ｄの再生データ信号は時刻t_S
より前においてｃのデータ搬送波信号と同相に表
われて“０”を示し、時刻t_S以降においては上記
データ搬送波信号と逆相に表われて“１”を示し
ている。これらの第５図ｃ，ｄの信号が乗算器２
６で乗算されることにより、乗算出力は時刻t_Sよ
り前で略正側に表われ、時刻t_S以降で略負側に表
われる。

たとえば、データが“０”、“１”、“０”、“１”
、
…と交互に再生された場合には、乗算器２６から
の乗算出力（同期検波出力）は第６図ｅのように
表われる。このときのビツト切換周期（ビツトイ
ンターバル）T_Bは、記録時の前記T_Bに等しく、
たとえば水平走査期間の４倍（T_B＝4H）とな
る。この第６図ｅの同期検波出力を積分回路３０
に送り積分することによつて、第６図ｆに示すよ
うな積分出力を得ている。積分回路３０は、内部
にコンデンサを有しており、この内部コンデンサ
への充電を入力信号（第６図ｅの信号）に応じて
制御することによつて積分動作を行ない、タイミ
ング発生回路３１からの第６図ｈに示すような放
電制御パルスに応じてゼロレベルリセツトを行な
うものである。すなわち、第６図ｅの信号が正側
に表われるときには上記内部コンデンサに順方向
電流による充電を行なつて正側で増加する積分出
力を得、第６図ｅの信号が負側に表われるときに
は、逆方向電流による充電を行なつて負側に増加
する、すなわちレベルが低下する積分出力を得て
いる。これとともに、上記放電制御パルス入力時
にはコンデンサ両端間を短絡しかつ接地して、積
分出力をゼロレベルにリセツトしている。

タイミング発生回路３１には、ハーフＨキラー
回路２２からの水平同期信号（第５図ａ参照）、
および入力端子３２からの再生ビデオ信号中の垂
直同期信号が供給されており、これらの信号に応
じて水平同期信号に位相同期がなされて上記ビツ
ト切換周期で出力される第６図ｈに示す放電制御
パルス、および後述する第６図ｉに示すようなラ
ツチパルス（あるいはストローブパルス、サンプ
リングパルス）を出力する。

次に、積分回路３０からの第６図ｆに示すよう
な積分出力は、レベル比較器３３に送られ、ゼロ
レベル又はその近傍の基準レベル（いわゆるスレ
ツシヨルドレベル、閾値）と比較されることによ
り、第６図ｇに示すような２値的な比較出力とな
る。この比較出力は、ビツト切換タイミング直後
では上記積分出力がゼロレベル近傍にあるためチ
ヤタリングが生じて不安定である。そこで、上記
比較出力をラツチ回路３４に送り、上記ビツト切
換タイミングより一定の遅延時間τ_Dだけ経過後の
上記比較出力が充分安定した時点で、第６図ｉに
示すようなラツチパルスにより該比較出力をラツ
チするようにしている。上記遅延時間τ_Dは、前記
ビツト切換周期T_Bよりは短かいがT_Bに近い値に
設定し、ビツト切換時点の直前近傍で上記ラツチ
動作を行なわせるようにすることが好ましい。第
６図ｉのラツチパルスは前述のタイミング発生回
路３１より得られる。

ラツチ回路３４からの出力は、第６図ｊに示す
ように、チヤタリングの無い安定した２値データ
となり、再生データ（たとえば第６図ｅの同期検
波された出力におけるデータ）に対して上記遅延
時間τ_Dだけ遅れて表われる。

以上説明した本発明に係るデータ信号記録方法
および記録再生方法の一実施例によれば、データ
変調にPSK（フエーズシフトキーイング）方式を
採用しているため、外乱雑音やレベル変動等に強
く、確実にデータの記録および再生が行なえる。
すなわち、他の変調方式、たとえばオン・オフキ
ーイング方式の場合には、搬送波信号の有無によ
つてデータの“１”、“０”が表わされるため、信
号の無い区間で外乱ノイズが混入した場合に誤読
が生じ易く、また、再生時には、変調されたデー
タをエンベロープ検波した後、レベル比較するこ
とが一般に行なわれるが、再生ヘツドの接触状態
の変化や回転磁気シートの記録トラツクの内周側
と外周側との接線速度の違い等によつて再生レベ
ル自体が変動した場合に、エンベロープ波形の全
体のレベルが変化するため、上記レベル比較時の
基準レベル（閾値）の設定が難しく、この基準レ
ベルを高めに設定すると再生レベル低下時の搬送
波検出が行なえず、低めに設定すると雑音による
誤動作が生じ易いという欠点がある。また、
FSK（周波数シフトキーイング）の場合には、互
いに異なる２種類の周波数の搬送波が必要である
ため、記録側や再生側の回路構成が複雑化し、変
調されたデータ信号の周波数帯もPSK方式に比
べて広がるため、相互干渉もその分だけ生じ易く
なり、またデータ再生の正確さもPSK方式より
は劣る。これに対して、PSK方式においては、
単一の周波数の搬送波を用いているため、上記
FSK方式に比べて回路構成が簡単であり、また、
再生時に同期検波を行なうことによりゼロレベル
を基準として（閾値として）正側と負側に検波出
力が表われるため、外乱ノイズはもとより再生レ
ベル自体の変動にも強く、正確なデータ再生が行
なえる。

また、上記実施例においては、データ搬送波の
周波数_DCを水平走査周波数_Hの13倍（_DC＝13_H）
に選ぶことにより、_DC≒204KHzとなつて、第３
図の周波数アロケーシヨンからも明らかなよう
に、同時に記録されるビデオ信号の色信号FM−
Ｃや輝度信号FM−Ｙに対する影響が少なくなる
周波数位置に変調されたデータ信号PSK−Ｄが
配設される。さらに、このデータ信号PSK−Ｄ
の記録レベルを輝度信号FM−Ｙの搬送波に対し
て充分低く（たとえば−35dB）設定している。
したがつて、データ信号を周波数分割多重化によ
りビデオ信号に重畳しても、ビデオ信号に対する
相互干渉は極めて少なくなり、画像への悪影響や
画質劣化等を防止できる。なお、第３図の周波数
スペクトルにおいて、色信号FM−Ｃと輝度信号
FM−Ｙとの間の谷部に上記データ信号PSK−Ｄ
を配設しても良く、この場合には、_CDを約2.5M
Hzとする必要があり、水平同期信号で同期をとる
ためには、たとえば_CD＝159_Hとすればよい。

さらに、上記データのビツト切換周期T_Bを水
平走査周期の整数倍に設定しているため、ビツト
切換タイミングの検出が水平同期信号に基いて簡
単な回路構成で容易に行なえる。また、たとえ
ば、T_B＝4H程度に設定すれば、１フイールドに
つき必要なビツト数（約50ビツト程度）を読み取
りエラーなく記録再生できる。このビツト切換周
期T_Bは、上記の他任意に設定できる。そして、
ビツト切換周期T_Bを長くとるほど、エラーの確
率は低下するわけであるが、基本的性能の優れた
本発明方法では、ビツト切換周期T_Bを短くして
も充分に正確なデータ記録再生が行なえ、結果と
して多くのビツトをビデオ信号に重畳して記録す
ることも可能である。

さらに、水平同期信号に対してデータ搬送波信
号の位相を同期させるために、PLL回路を用い
ており、簡単な回路で高精度の位相同期をとるこ
とが可能である。なお、PLL回路を用いる以外
にも、たとえば、データ搬送波周波数_DCが水平
走査周波数_Hの整数倍である場合に、上記_DCよ
りも更に高い周波数信号を発振器より得るように
し、この高周波数信号をカウントダウンして上記
データ路送波信号を作るようになし、水平同期信
号で上記カウンタをリセツトするようにしてもよ
い。

さらにまた、上記実施例の再生側においては、
乗算器を用いた同期検波手段からの出力を積分す
る構成、いわゆるmatched filter（マツチドフイ
ルタ）の構成により、エラーの確率という観点か
ら最適性が保障されており、データ読み取りが確
実に行ない得る。また、積分出力をレベル比較し
て２値信号に変換した後、ラツチ回路によりレベ
ル比較出力が充分安定した時点でラツチしている
ため、データ読み取りをさらに正確なものとする
ことができる。

なお、上記実施例においては、本発明をカラー
静止画像記録用の電子カメラに適用した例につい
て説明したが、この他の各種ビデオ信号記録装置
又はビデオ信号再生装置等に本発明を適用するこ
とは容易である。

〔発明の効果〕

本発明に係るデータ信号記録装置および記録再
生装置によれば、同時に記録されるビデオ信号の
周波数成分と分離可能な単一の一定周波数のデー
タ搬送波信号を用いているため、ビデオ信号にデ
ータ信号を多重化しても、これらの信号間の相互
干渉が極めて少なく、画像への悪影響や画質劣化
等を有効に防止できる。さらに、上記データ搬送
波信号をデータに応じて変調する際の方式とし
て、たとえばPSK方式のようなデータに応じて
データ搬送波信号の位相を変化させるデータ変調
方式を用いているため、データの２値判別の基準
レベル（閾値）をゼロレベルのように不変の値と
することができ、他の方式に比べてエラーの確率
という点から見て優れており、記録レベルや再生
レベルが低い場合でも、またヘツドの当りのむら
等によるレベル変動が生じた場合でも、確実なデ
ータ読み取りが行なえる。また、ビデオ信号の水
平同期信号により上記データ搬送波信号の位相ロ
ツクを行なわせているため、簡単な回路構成にて
データ搬送波信号の基準位相を決定することがで
きる。

次に、データのビツト切換周期を水平同期信号
の周期（水平走査周期）の整数倍としているた
め、ビツト検出のための各タイミング信号も水平
同期信号に基いて容易に得ることができ、回路構
成簡単で正確なデータ読み取りが行なえる。

さらに、データ信号再生時には、再生ビデオ信
号より分離されたデータ信号をデータ搬送波信号
により同期検波しているため、データの“０”、
“１”に応じて検波出力がたとえば正側、負側に
それぞれ表われ、データ再生が明瞭に行なわれる
のみならず、“０”、“１”判定の閾値（基準レベ
ル）を不変のゼロレベルに設定することができる
ため、記録レベルや再生レベルのレベル変動が生
じた場合でも読み取りエラーの発生を極めて低く
抑えることができ、確実なデータ再生が行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のデータ信号記録側
の回路例を示すブロツク回路図、第２図は第１図
の回路の動作を説明するためのタイムチヤート、
第３図は記録再生されるデータ重畳ビデオ信号の
周波数スペクトルを示すグラフ、第４図は上記実
施例のデータ信号再生側の回路例を示すブロツク
回路図、第５図および第６図は第４図の回路の動
作を説明するためのタイムチヤートである。３，２３……PLL回路、４……PSK変調用の
切換スイツチ、６……データ入力インターフエー
ス、９，２８……バンドパスフイルタ、１０……
加算器、２４……ローパスフイルタ、２６……同
期検波用の乗算器、３０……積分回路、３１……
タイミング発生回路、３３……レベル比較器、３
４……ラツチ回路。

Claims

【特許請求の範囲】１ビデオ信号にデータ信号を重畳して磁気記録
媒体に磁気ヘツドを用いて記録するデータ信号記
録装置において、上記ビデオ信号の周波数成分と分離可能で該ビ
デオ信号の周波数よりも低い一定周波数の信号を
上記データ信号の搬送波信号として用い、この搬送波信号を上記ビデオ信号の水平周同信
号に位相ロツクさせるとともに、上記データ信号の値に応じて上記搬送波信号の
位相を正転または反転させることによつてデータ
変調を行い、該変調された信号を上記ビデオ信号と共に上記
磁気記録媒体上に記録するようになされたことを
特徴とするデータ信号記録装置。２ビデオ信号にデータ信号を重畳して記録し再
生するデータ信号記録再生装置において、記録時に、上記ビデオ信号の周波数成分と分離
可能で該ビデオ信号の周波数よりも低い一定周波
数の信号を上記データ信号の搬送波信号として用
い、この搬送波信号を上記ビデオ信号の水平同期信
号に位相ロツクさせるとともに、上記データ信号の値に応じて上記搬送波信号の
位相を正転または反転させることによつてデータ
変調を行い、該変調された信号を上記ビデオ信号と共に上記
磁気記録媒体上に記録し、記録されたデータ重畳ビデオ信号の再生時に、
データ信号の上記搬送波周波数成分を分離すると
ともに、再生されたビデオ信号の水平同期信号に
位相ロツクされた上記一定周波数の搬送波信号を
形成し、該搬送波信号により上記周波数分離され
たデータ信号を同期検波するようにしたことを特
徴とするデータ信号記録再生装置。