JPH05128656A - モータサーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】短時間で安定した再生画面を得られるキャプス
タン立上げ時の制御方法を提供することを目的とする。 【構成】キャプスタンのＦＧ３３とドラムのＦＧ３７及
びＰＧ３８とで、それぞれの回転数及び位相が検出さ
れ、検出処理部４１に供給される。またＡＣＥヘッド３
９では記録済みのテープよりコントロール信号が再生さ
れ、検出処理部４１に供給される。検出処理部４１は供
給された信号に対し波形整形を行い、コントロール部４
０に供給する。コントロール部４０は供給された信号よ
りコントロール信号とドラム上のヘッドとの位相差に相
当するズレ量を検出する。このズレ量がキャプスタン立
上がり終了時に無くなるようにキャプスタンモータ３４
及びドラムモータ３６を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はヘリカルスキャン型磁気
記録再生装置（以下ＶＴＲと記述）のモータサーボ制御
装置に係り、特に停止モードから再生モードに移行する
際、短時間で安定した再生画面が得られるモータサーボ
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＶＴＲのサーボ機構にはドラムサーボ機
構とキャプスタンサーボ機構とリールサーボ機構とがあ
る。このうち停止モードから再生モードに移行する際に
は特にドラムサーボ機構及びキャプスタンサーボ機構の
制御が重要である。

【０００３】以下図面を参照して従来のサーボ制御方法
を説明する。図９は従来の停止モードから再生モードに
移行する際、サーボ制御によるキャプスタンの回転速度
を示した図である。最初はキャプスタンの回転速度を再
生モードの速度まで立上げるＡＦＣサーボを行う。次に
ドラムの回転位相とテープのコントロール信号の位相と
を合わせるＡＰＣサーボを行う。このように２段階のサ
ーボ制御を行っていた。このためキャプスタンの回転速
度立上がり終了時からＡＰＣサーボが終了するまで大幅
な時間を要していたため、再生モードに移行してから安
定した画面が得られるまでに大幅な時間を要していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したように従来の
停止モードから再生モードに移行する際のサーボ制御は
ＡＦＣサーボ終了後にＡＰＣサーボを行うという２段階
サーボを行っていた。この場合、キャプスタンの回転速
度立上がり終了時からＡＰＣサーボが終了するまでに要
する時間が影響し、再生モードに移行してから安定した
再生画面が得られるまでに大幅な時間を要していた。

【０００５】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
短時間で安定した再生画面が得られるモータサーボ制御
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る手段は、キ
ャプスタンの回転数を検出する第１の回転数検出手段
と、ドラムの回転数を検出する第２の回転数検出手段
と、前記ドラムに設置されたヘッドの位相を検出する位
相検出手段と、磁気テープに対し、コントロール信号の
記録再生を行う記録再生手段と、前記キャプスタンと前
記ドラムとの回転数を制御する制御手段と、テープ上に
おける前記コントロール信号と前記ヘッドとの位相差に
相当するズレ量を検出する検出手段とを具備し、この検
出手段で検出されたズレ量がキャプスタン立上がり終了
時に無くなるように、前記制御手段で前記キャプスタン
及び前記ドラムの回転数を制御することにより、すばや
く安定した画像が提供される。

【０００７】

【作用】再生モードが指示された場合、磁気テープ上に
おいてコントロール信号とヘッドとの位相差に相当する
ズレ量を検出する。このズレ量とキャプスタンの回転数
とドラムの回転数とより、キャプスタン立上がり終了時
にズレ量が無くなる、つまりコントロール信号とヘッド
との位相が同期するようにキャプスタンまたはドラムの
回転数を制御する。

【０００８】

【実施例】まず、本発明の信号処理構成を説明する前
に、テープの駆動系の構成を説明する。図８はテープの
駆動系の構成を説明する説明図である。再生及び早送り
時、供給リール１０より供給されるテープはテンション
ポスト１１、ＦＥヘッド１２を介してドラム１３に圧着
される。そしてドラム１３を離れたテープはＡＣＥヘッ
ド１４、キャプスタン１５、ピンチローラ１６、傾斜ガ
イド１７、テンションポスト１９を経て巻取りリール２
０に巻取られる。また巻戻し時には巻取りリール２０よ
り逆の経緯を経て供給リール１０に巻取られる。このう
ち供給リール１０、巻取りリール２０、キャプスタン１
５及びドラム１３ではテープの速度や回転速度といった
データが検出されている。

【０００９】次に本発明の信号処理構成を図１を参照し
て説明する。図１において映像信号は映像信号処理部１
で処理される。Ａ／Ｄ（アナログ・ディジタル）変換器
４２に入力された映像信号はディジタル信号に変換さ
れ、メモリ４３に一時保持される。メモリ４３から出力
された信号はＤ／Ａ（ディジタル・アナログ）変換器４
４を介して画像処理部４５に供給され、記録用の信号に
変換される。この記録用信号が記録ヘッド４６を介して
図示しないテープに記録される。

【００１０】一方、テープより信号を再生する場合、再
生ヘッド４７で読みとられた信号は画像処理部４５で波
形整形され、Ａ／Ｄ変換器４８でディジタル信号に変換
される。そしてメモリ４３で一時保持された後、Ｄ／Ａ
変換器４９でアナログの映像信号に変換され出力され
る。

【００１１】前述した映像信号の処理系統以外に駆動系
の信号処理も行われている。コントロール部４０に対し
駆動モードが指定されるとコントロール部４０からは供
給リール用モータ３０、巻取りリール用モータ３２、キ
ャプスタンモータ３４、ドラムモータ３６、そしてＡＣ
Ｅヘッド３９各々を駆動制御する制御信号が出力され
る。この制御信号により各モータは駆動し、ＡＣＥヘッ
ド３９はタイムコード信号及びコントロール信号の読み
出し、もしくは記録を行う。

【００１２】ここで供給リール用モータ３０、巻取りリ
ール用モータ３２、キャプスタンモータ３４、ドラムモ
ータ３６はそれぞれ回転速度を検出する装置であるＦＧ
が取り付けられている。またドラムモータ３６には位相
を検出する装置であるＰＧも取り付けられている。これ
らＦＧ、ＰＦで検出されたモータの回転速度信号及び位
相信号は検出処理部４１に供給される。またＡＣＥヘッ
ド３９で読み出されたタイムコード信号及びコントロー
ル信号も検出処理部４１に供給されている。

【００１３】検出処理部４１に供給された信号は波形整
形され、コントロール部４０に供給される。コントロー
ル部４０は供給された信号を基に各モータの速度及び位
相を制御し、ドラムモータ３６の回転位相、コントロー
ル信号に対するテープ位相及びテープスピードを合致さ
せている。

【００１４】次に図２を参照してＵＮＩＨＩ方式のハイ
ビジョンＶＴＲの回転ヘッドドラムの位置関係を説明す
る。図２（ａ）は回転ヘッドドラムの断面図、（ｂ）は
回転ヘッドドラムの側面図、（ｃ）は（ｂ）内のＺの部
分の拡大図である。ＵＮＩＨＩ方式の回転ヘッドドラム
には４個の記録ヘッド（ＲＰ）Ａ1,Ｂ1,Ａ2,Ｂ2 と、４
個の再生ヘッド（ＰＢ）Ａ1″,Ｂ1″,Ａ2″,Ｂ2″ と、
その他のヘッドとが搭載されている。これらのヘッドの
うちＡ1 とＡ2 、またＢ1 とＢ2 とはそれぞれ１８０°
反転した位置に配置されており、かつまたＡ1 とＢ1 、
Ａ2 とＢ2 とはそれぞれの中心位置で幅Ｘ、高さＹだけ
離れて配置されている。このような関係は４個の再生ヘ
ッドについても同様である。

【００１５】図３にＵＮＩＨＩ方式のテープパターンを
示す。この図においてテープの上部及び下部に記録され
ている音声信号、コントロール信号、タイムコード信号
はＡＣＥヘッドにより記録及び再生が行われる。一方、
テープ中央部にはセグメント信号及び多チャンネルの信
号が記録されている。そしてＵＮＩＨＩ方式では回転ヘ
ッドドラムが１回転半で１フィールド画面を記録または
再生する「６記録トラック／１フィールド画面」となっ
ている。ここで記録トラックはそれぞれに対応した再生
ヘッドでトレースされるようになっている。例えば記録
ヘッドＡ1 で記録されたトラックは再生ヘッドＡ1″ で
トレースされる。

【００１６】次に図４及び図５を参照してキャプスタン
駆動立上がり初期の段階におけるテープパターンとヘッ
ドトレースとの関係を説明する。このうち図４はキャプ
スタン駆動立上がり初期の段階におけるテープパターン
とヘッドトレースとの関係を示す図であり、図５はキャ
プスタン駆動立上がり初期の段階におけるテープ位置と
再生ヘッドで再生されるＲＦ信号の最大位置との関係を
示す図である。

【００１７】図４に示すようにキャプスタン駆動立上が
り初期の段階ではテープはほとんど走行していないた
め、回転ヘッドドラムの再生ヘッドはテープ上の記録済
みパターンを斜めにトレースする。この場合、図５に示
すようにヘッドトレース終了時であるＨo のＲＦ信号が
最大であり、ヘッドトレース開始時であるＨi のＲＦ信
号が最小である。そしてコントロール信号に対し、１／
６フレームずつ繰り返されているのがわかる。つまりＲ
Ｆ信号の最大値が検出される位置は１フレーム内で６箇
所（１フィールド内に３箇所）ある。またＵＮＩＨＩ方
式ではテープパターンのうち、ヘッドトレース開始位置
に各トラックに対応したセグメント信号が記録されてい
る。このセグメント信号とＲＦ信号の最大値が検出され
た位置とから、その時のテープ位置が検出され、同時に
テープ位置の正確なズレ量Ｌを求めることができる。

【００１８】求められたズレ量Ｌを用いてドラムの回転
位相、コントロール信号に対するテープ位相及びテープ
スピードを合致させる方法としてはキャプスタンの立上
がりスピードを制御する方法と、ドラムの立上がりスピ
ードを制御する方法と、キャプスタンとドラムの両方の
立上がりスピードを制御する方法とがある。ここではキ
ャプスタンの立上がりスピードを制御する方法を説明す
る。

【００１９】図６にキャプスタン制御による位相同調の
タイムチャートを示す。図６において（ａ）はドラムの
ＦＧ出力信号であるドラムスイッチング信号であり、
（ｂ）はコントロール信号を波形処理したコントロール
スイッチング信号のうち、従来方法によるコントロール
スイッチング信号であり、（ｃ）は実施例によるコント
ロール信号であり、（ｄ）はキャプスタンの回転数であ
る。

【００２０】従来の方法で位相同調を行った場合、キャ
プスタンの回転数は（ｄ）の破線に示すようになかなか
収束しなかった。それに対して本発明ではキャプスタン
の回転数は（ｄ）の実線に示したようにオーバーフロー
せずに収束する。このような制御方法を図面を参照して
説明する。

【００２１】現在のテープ位置のズレ量Ｌを算出した時
(ｔ1 )におけるキャプスタンの回転数をＮp 、収束後の
キャプスタンの回転数をＮl とした場合、Ｎp からＮl
に立ち上がるまでの時間ｔs は（１）式のようになる。

【００２２】

【数１】

【００２３】このうちＪはキャプスタンのイナーシャで
あり、αはキャプスタンモータのトルク定数であり、Ｉ
はキャプスタンモータに加えられる電流値であり、Ｉo
は無負荷回転電流値である。

【００２４】また再生モード指定後、最初にドラムスイ
ッチング信号が立ち上がってからズレ量算出時までの時
間をｔp 、キャプスタン立上がり後の搬送時間をｔr と
すると、ドラムスイッチング信号とコントロールスイッ
チング信号との位相が同期するまでの時間ｔm は（２）
式のようになる。 ｔm ＝ｔp ＋ｔs ＋ｔr ＝ ｎd×ｔd （２） ここでｎd はキャプスタン立上がり能力によって決まる
定数であり、ｔd はドラムスイッチング信号の１周期で
ある。

【００２５】ところでキャプスタンの回転数がＮp から
Ｎl に立ち上がるまでのテープ移動距離Ｓは（３）式の
ようになる。 Ｓ＝ｋ×ｔs（１＋Ｎp／Ｎl ）／２ （３） ここでｋは速度収束後の再生モードのテープ速度であ
る。

【００２６】一方、図６からもわかるように位相同期後
のドラムスイッチング信号とコントロールスイッチング
信号とは、ドラムスイッチング信号の３周期に対しコン
トロールスイッチ信号の１周期の対応になっている。こ
のことから再生モード指定後、最初にドラムスイッチン
グ信号が立ち上がってから位相同期が終了するまでのテ
ープ移動距離Ｓe は（４）式のようになる。 Ｓe ＝Ｓ＋ｋ×ｔr ＝ｋ（Ｌ＋ｎc／３ｆc） （４） このうちｎc はキャプスタン立上がり能力により定まる
定数であり、ｆc はコントロールスイッチング信号の周
波数である。前述した（１）〜（４）式を整理すること
で（５）式を得ることができる。

【００２７】

【数２】

【００２８】（５）式に示したような電流をキャプスタ
ンモータに供給することですばやい位相同期を行うこと
ができる。また経事変化や環境変化に対応させるため、
トレーニング機能を付加すれば確実な制御を行うことが
できる。

【００２９】前述したように、キャプスタンの立上がり
スピードを制御する方法以外にもドラムの回転を制御す
ることで位相同期を計る方法がある。この方法を図７を
参照して説明する。図７はドラムの回転を制御し位相同
期を計る方法を説明する説明図である。このうち（ａ）
は従来の方法のドラムスイッチング信号であり、（ｂ）
は実施例のドラムスイッチング信号であり、（ｃ）はコ
ントロールスイッチング信号であり、（ｄ）はキャプス
タン回転数であり、（ｅ）はドラムの回転数である。

【００３０】図７に示すように位相のズレに合わせてド
ラムの回転数を変化させることでキャプスタン回転数が
一定速度に収束したのとほぼ同時に、ドラムスイッチン
グ信号とキャプスタンスイッチング信号との位相同期を
行うことができる。尚、ドラム回転制御とキャプスタン
回転制御を同時に行っても良いことは前述したとうりで
ある。またＵＮＩＨＩ方式の場合、セグメント情報がな
いとテープ位置のズレ量Ｌを特定することはできない。
しかし１トラック／１フィールドの記録方式の場合はＲ
Ｆ出力の最大位置を検出するだけで、テープ位置のズレ
量Ｌを特定することができる。その他にもキャプスタン
駆動が始まりテープの搬送が始まった初期の段階におけ
るＲＦ出力の特定位置での信号変化に着目し、この特定
位置での出力が最大になった時点でテープ位置のズレ量
Ｌを算出することもできる。

【００３１】以上記述したように再生モードが指示され
た後、テープ搬送が始まった初期のうちに現在テープ位
置のズレ量Ｌを算出する。そしてズレ量Ｌとキャプスタ
ン回転数及びドラム回転位相とを比較し、キャプスタン
回転数が再生モードの収束後の回転数と同値になったと
きにコントロール信号の位相とドラムのヘッドの位相と
を同期させる。これによりすばやく安定した画像が提供
できる。

【００３２】

【発明の効果】前述したように再生モードが指示された
後、テープ搬送が始まった初期のうちに現在テープ位置
のズレ量を算出し、このズレ量とキャプスタン回転数及
びドラム回転位相とを比較し、キャプスタン回転数が再
生モードの収束後の回転数と同値になったときにコント
ロール信号の位相とドラムのヘッドの位相とを同期させ
ることにより、すばやく安定した画像を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図

【図２】ＵＮＩＨＩ方式の回転ヘッドドラムの構成を示
す構成図

【図３】ＵＮＩＨＩ方式のテープパターンを説明する説
明図

【図４】テープパターンとヘッドトレースとの関係を説
明する説明図

【図５】テープ位置とＲＦ信号の最大位置との関係を説
明する説明図

【図６】キャプスタン制御による位相同期を示すタイム
チャート

【図７】ドラム回転制御による位相同期を説明する説明
図

【図８】テープの駆動系の構成を説明する説明図

【図９】従来のキャプスタンサーボを説明する説明図

【符号の説明】

１…映像信号処理部 ３０…供給リール用モータ ３１，３３，３５，３７…ＦＧ ３２…巻取りリール用モータ ３４…キャプスタンモータ ３６…ドラムモータ ３８…ＰＧ ３９…ＡＣＥヘッド ４０…コントロール部 ４１…検出処理部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャプスタンの回転数を検出する第１の
   回転数検出手段と、 ドラムの回転数を検出する第２の回転数検出手段と、 前記ドラムに設置されたヘッドの位相を検出する位相検
   出手段と、 磁気テープに対し、コントロール信号の記録再生を行う
   記録再生手段と、 前記キャプスタンと前記ドラムとの回転数を制御する制
   御手段と、 テープ上における前記コントロール信号と前記ヘッドと
   の位相差に相当するズレ量を検出する検出手段とを具備
   し、この検出手段で検出されたズレ量がキャプスタン立
   上がり終了時に無くなるように、前記制御手段で前記キ
   ャプスタンもしくは前記ドラムの回転数を制御すること
   を特徴とするモータサーボ制御装置。