JPH06350954A

JPH06350954A - 磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH06350954A
Application number: JP5160288A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Edakubo; 弘雄枝窪; Tatsuzo Ujo; 達三鵜城
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1994-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】特殊再生時に欠落部分の少ない再生画像を得
ること。【構成】ヘッドを設けた上シリンダ２の回転軸１を軸
方向に変位可能と成し、特殊再生時に再生信号に含まれ
るパイロット信号に基づいてＡＴＦエラー信号を得、こ
の信号により圧電素子駆動回路３０を介して圧電素子２
２を制御して回転軸を変位させる。テープにＮトラック
のくり返しで映像が記録されている場合に、特殊再生倍
率をＮの約数のうち素数であるもののｎ倍（ｎ；整数）
を除く整数とする。【効果】欠落の少ない高品質の再生画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルＶＴＲな
ど、１フレームの画像を複数トラックにわたって記録す
るＶＴＲ等の磁気記録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、映像の記録に関しては、ディジタ
ル記録の研究がさかんに行われている。次に一つの従来
例として、ＶＴＲでの映像信号の録画再生方法について
説明する。映像データの帯域圧縮技術のひとつである直
交変換符号化によって圧縮されたデータはテープ上に記
録されるが、再生時における最小同期単位として、一定
のデータ量単位のシンクブロックに区切って記録するよ
うにしている。

【０００３】図１２に上記シンクブロック内のデータ配
置を示す。同図において、ＳＹＮＣ１は同期パターン、
ＩＤ２は記録された映像データが画面上のどの部分に位
置すべきかなどを示す識別情報、ＤＡＴＡ３は上記直交
変換符号化によって圧縮された映像データである。

【０００４】図１３は、この従来例のＶＴＲによって記
録された上記シンクブロックのテープ上における配置を
示したものである。同図４ａ、４ｂ、４ｃは各々トラッ
クであって、それらトラック内に上記シンクブロックが
配置される。各トラックは記録時のヘッドの軌跡である
が、通常再生時の再生ヘッドの軌跡でもある。つまり、
通常再生時には記録時の記録ヘッドが走査したのと同じ
軌跡上を再生ヘッドで走査することにより、直交変換符
号化によって圧縮されたデータをそのまま取り出すこと
ができる。そして、直交変換符号化による圧縮処理とは
逆の伸張処理を施すことで、元の映像信号を復元するこ
とができる。

【０００５】次に、特殊再生時における記録データの再
現方法について説明する。

【０００６】図１３において、５は特殊再生のひとつで
ある高速サーチ時における再生ヘッドの軌跡を示してい
る。高速サーチ時のテープ送り速度は通常再生時より速
いので、再生ヘッドの軌跡５は複数トラックにまたがっ
て走査する軌跡になる。従って、再生ヘッドによりテー
プ上から取り出すことのできるデータは、同図の斜線領
域で示すシンクブロックのみとなる。この時再現される
データは記録時のシンクブロックの順序とは異なるが、
前述したシンクブロック内のＩＤ情報により画面上の位
置を検知できるので、特殊再生画像としての映像信号の
復元が可能となる。

【０００７】また、従来のＶＴＲにおいて、回転磁気ヘ
ッドが設けられるシリンダー装置は、例えば特公平１−
１５９２９号公報等に示されるように、回転軸が２個の
玉軸受で支持されており、この回転軸にモータ部と回転
ヘッドの支持部とが取付けられた構造となっている。別
の構造としては、例えば、National TechnicalReport v
ol.31 No.6 Dec.1985.p98 〜に示されるような回転軸を
動圧型流体軸受で支持しているシリンダ装置もある。

【０００８】また、記録されたテープを再生する時に、
記録時とテープ速度を変えて再生する特殊再生時にテー
プに記録された軌跡と、ヘッドが駆動される軌跡とが異
なってくるため、画面にノイズがのってしまう。この対
策として従来より、例えばNational Technical Report
vol.28 No.3 June.1982.p39 〜に示されるように、平板
状の圧電素子の上にヘッドを組付け、この圧電素子に電
圧を加えてヘッドを回転軸方向に駆動させることによ
り、再生時の速度が変化しても記録時の軌跡と一致さ
せ、画面にノイズをのせることなく、特殊再生を可能と
している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、まずシリンダ装置の構造として、玉軸
受構造の場合、もともと部品が多いのに加えて小型化す
ると、組付が非常に困難になる。また軸受と回転軸との
嵌合精度や、軸受精度による非同期のふれ等、精度的な
面で問題がある。また小型化すると、落下・振動等外力
による損傷を受けやすくなり、シリンダの組立そのもの
も困難になっている。

【００１０】また、動圧軸受の場合は、小型化すると軸
径が細くなるため回転軸と軸受との相対速度が低下し、
このため十分な圧力を確保するのが困難となり、軸受の
剛性が確保されず精度が悪化してしまう。

【００１１】さらに、回転軸又は軸受部にヘリングボー
ンの溝を加工せねばならずコスト的にも高いものであっ
た。

【００１２】またさらに、特殊再生時において、１つの
映像フレームが数トラックにわたっている為、シンクブ
ロック全体のデータを取り出すことが難しく、サーチス
ピードによっては長時間にわたり特定画面上でのデータ
更新が行われない確率が高いことになり、古いデータが
長時間画面上に残って、再生画像を非常に劣化させると
いう問題があった。

【００１３】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、特殊再生時にも欠落の少ない画像を
再生することのできるＶＴＲ等の磁気記録再生装置を提
供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明においては、再生
時にヘッドを軸方向に変位することで、記録トラックと
ヘッドの軌跡を一致させると共に、信号がＮトラックの
くり返しパターンで記録するようにした磁気記録再生装
置において、再生倍率をＮの約数のうち素数であるもの
のｎ倍（ｎ：整数）を除く整数に設定するようにしたも
のである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、特殊再生の倍率を特定するこ
とにより、シンクブロックの欠落が少なくなると共に、
長期間にわたり古いデータが画面上に残ることがなくな
る。

【００１６】

【実施例】図５は本発明を適用し得るＶＴＲのシリンダ
装置の実施例を示す。図５において、回転軸１にはロー
タリートランスの取付部４が圧入または接着固定されて
いる。また回転上シリンダ２が回転軸１に嵌合してロー
タリートランスの取付部４にネジ２５で取付固定されて
いる。回転上シリンダ２の下側には固定側の下シリンダ
３が配され、その周面にはテープ１５が所定の位置を走
行するように段部としてのリード１４が加工されてい
る。下シリンダ３の中心部には含油の焼結軸受７，８が
圧入固定され、軸１を支持している。尚、９，１０は油
もれ防止のワッシャーである。

【００１７】ヘッド１１はヘッド基板１２に接着固定さ
れており、ヘッド基板１２はビス２４により上シリンダ
２の所定位置に固定されている。ロータリートランス
５、６が上記取付部４および下シリンダ３に互いに同軸
的に接着固定されている。そして外部からの信号が配線
基板２３を介して固定側のロータリトランス６に送られ
ることにより、回転側のロータリトランス５に信号が伝
えられ、さらにヘッド配線端子１３を介してヘッド１１
に送られるように成されている。

【００１８】下シリンダ３の下側にはブラシレスモータ
部が構成されており、回転軸１に対してブッシュ１８が
圧入又は接着固定され、これにロータヨーク１９を介し
て駆動用マグネット２０が固定されている。また、駆動
用コイル２１が、下シリンダ３に固定されたステータヨ
ーク１７に取付けられている。このステータヨーク１７
と駆動マグネット２０との間で磁路を形成し、駆動コイ
ル２１に電源を流すことにより、モータが回転し、回転
軸１を介して上シリンダ２を回転駆動するように構成さ
れている。

【００１９】スラスト方向は駆動マグネット２０とステ
ータヨーク１７との間の磁気的な吸引力をスラスト軸受
１６により受けて保持するように成されている。ステー
タヨーク１７の下シリンダ３の端面からの高さｌ₁，ｌ
₂に関してテープ１５が走行する側のｌ₁の方を、その
反対側のｌ₂よりも高くしている。即ち、ｌ₁＞ｌ₂と
することでモータの駆動マグネット２０の吸引力Ｆに傾
斜を持たせている。

【００２０】軸受７，８と回転軸１とのすき間に関し
て、上記吸引力およびテープテンションによる外力によ
り、一方向に回転軸を付勢することで、回転軸１の位置
を安定に保持することが可能となる。これにより従来の
玉軸受や動圧軸受では非常に困難なシリンダの超小型化
・高精度化が可能となり、なおかつ著しい低コスト化と
高い信頼性が得られるようになった。

【００２１】図６に軸受７，８と回転軸１との傾きを示
す。図７はテープ走行部のリード１４の形状の展開図を
示す。上記のようにｌ₁＞ｌ₂の構造にした場合、図６
に示すように回転軸１と軸受７，８との間のスキ間ｘは
ガタとなり、モータ吸引力およびテープテンションによ
り一方向に保持することで高精度に安定するものの、傾
きθが生じる。しかしながら図７に示すように、テープ
走行部のリード１４の形状は点線１４ａで示すように直
線が理想であるが、テープ１５をガイド等により巾方向
に規制を加えて安定に走行させるには、リード形状を実
線１４で示すようになだらかな山形にした方が入り口、
出口でテープ１５を上から押しつけた場合に安定走行し
やすい。また、回転軸１の倒れによるヘッド１１の軌跡
は、下シリンダ３に対してテープ１５の走行路が山形と
なるためリード形状と一致する。これによって回転軸１
と軸受７，８とのガタによる回転軸１の倒れを吸収で
き、かつテープ走行をも安定に行うことのできる理想的
なシリンダ装置を得ることができる。

【００２２】次に、図５において、ステータヨーク１７
の下部に設けた凹部内に積層圧電素子２２が設けられ、
その上にさらに回転軸１を支持するスラスト軸受１６を
設けている。

【００２３】上記構成によれば、回転軸１の支持を焼結
軸受７，８としたため、この回転軸１の軸方向の移動が
容易になる。ここで積層圧電素子２２に所定の電圧を加
えることにより、この積層圧電素子２２の軸方向の長さ
が変化して回転軸１を上下に変位させることができる。

【００２４】従って、テープ１５の走行速度にあわせ
て、積層圧電素子２２に加える電圧を変えることによ
り、ヘッド１１全体を上シリンダ３と一体的に上下に変
位させて記録時の軌跡に追従させることが可能となる。

【００２５】図８（ａ）は、上記のシリンダ装置にテー
プ１５が略々１８０°巻付いて走行している状態を示す
上面図である。テープガイド２６，２７によりテープ１
５は不図示のカセットケースより引き出され回転上シリ
ンダ２に巻付けられる。テープ１５は図中矢印の方向、
即ちガイド２６側より上シリンダ２に入り、ガイド２７
より出ていく方向で走行する。この回転上シリンダ２は
テープ１５の方向と同方向に図中矢印のごとく回転す
る。磁気ヘッドとしては、図８（ｂ）に示すように各々
異なるアジマスを有し、近接して所定の距離ｌ及び段差
ｈを有する１対のｃｈ１，ｃｈ２ヘッドが設けられてい
る。ｃｈ１ヘッドをプラスアジマス、ｃｈ２ヘッドをマ
イナスアジマスとする上シリンダ２の回転数とテープ速
度とを制御することにより、テープ１５上にはアジマス
に対応する各ヘッドｃｈ１，ｃｈ２による記録パターン
が交互に並んで形成される。

【００２６】次にトラッキング動作について説明する。

【００２７】図９は記録パターンを示した図である。ト
ラッキングエラー信号を得る為のパイロット信号はｆ₁
とｆ₂の２種類使用しており、１トラックおきに主信号
に重畳されて記録されている。パイロット発生ローテー
ションは４トラックで一巡する構成であり、ヘッドのア
ジマスが（＋）トラックではパイロットの重畳がなく、
（−）トラックではｆ₁とｆ₂とが交互に重畳されてい
る。

【００２８】同図の（１）〜（１０）は１フレームの信
号を１０本のトラックに分割記録してあることによる各
トラックのフレーム内番号を示したものである。本実施
例ではドラム（上シリンダ２）１回転で２トラック記録
または再生する構成であるので、１フレーム分のトラッ
クを走査するには５回転、パイロットローテーションと
フレームとが同期するのは２フレーム（２０本トラッ
ク）単位となっている。

【００２９】図１０は各ヘッド（ｃｈ１、ｃｈ２）によ
って主信号に重畳して記録するパイロット信号と、再生
時に各ヘッドから再生されるパイロット信号とを示すタ
イミングチャートである。

【００３０】以下同図を基に説明を加える。

【００３１】図１０（ａ）は記録又は再生時のフレーム
情報、（ｂ）は記録時にｃｈ１ヘッドから記録されるパ
イロットタイミングであるが、パイロットは重畳されな
いことを示している。（ｃ）はｃｈ２ヘッドから記録さ
れるパイロットタイミングを示しており、それぞれｆ₁
とｆ₂のパイロットが交互に記録されることを示してい
る。（ｄ）は良好な再生トラッキング状態におけるｃｈ
１ヘッドから再生されるパイロット、（ｅ）は同様にｃ
ｈ２ヘッドから再生されるパイロット成分の再生タイミ
ングを示したものである。

【００３２】この図１０からもわかるように、各ヘッド
のヘッド幅をトラックピッチより広く設定することによ
り、ｃｈ１の再生タイミングでは両隣接トラックに記録
されているパイロットがクロストークとして再生でき、
良好なトラッキング状態ではその両クロストーク成分量
が等しくなることを利用して、トラッキングエラー信号
（ＡＴＦエラー信号）が得られる。

【００３３】図１１は再生時にＡＴＦエラー信号を検出
する為のＡＴＦ回路ブロック図である。図１１におい
て、６０は上シリンダ２の回転に同期したＨＳＷ信号、
６１は再生ＲＦ信号から再生パイロットであるｆ₁とｆ
₂のみを抜き出す為のバンドパスフィルタ、６２はＢＰ
Ｆ６１の出力である再生パイロットを増幅するアンプ、
６３はアンプ６２の出力からｆ₂成分のみを抜き出す為
のバンドパスフィルタ、６４はアンプ６２の出力からｆ
₁成分のみを抜き出す為のバンドパスフィルタ、６５は
ＢＰＦ６３の出力であるｆ₂成分をＤＣレベルに変換す
る検波回路、６６はＢＰＦ６４の出力であるｆ₁成分を
ＤＣレベルに変換する検波回路、６７は再検波出力を入
力とした差動増幅回路、６８は反転回路、６９はＨＳＷ
６０によって差動増幅回路６７の出力と反転回路６８の
出力とを切換える為のスイッチである。

【００３４】次に動作を説明する。前述したように、本
実施例のシステムではＡＴＦエラー信号を得る為の再生
パイロットは、ｃｈ１の（＋）アジマスヘッドの再生信
号に両隣接トラック（（−）アジマストラック）からの
クロストーク成分として含まれている。したがって、必
要となるのはｃｈ１の再生信号だけである。

【００３５】この再生信号には主信号も含まれているこ
とから当然ビデオ信号再生処理回路へと導かれる一方、
ＡＴＦ回路として再生パイロットを抜き出す為のＢＰＦ
６１にも接続されている。その後ｆ₁，ｆ₂の各クロス
トークパイロット成分は分離、検波されて差動増幅器６
７で比較され一系統のトラッキング信号となる。その後
にｃｈ１でｆ₁とｆ₂のトラック位置的な前後の入れ替
わりに対しての対応として、ＨＳＷ６０に同期してｃｈ
１選択時に反転アンプ６８を選択した後、ＡＴＦエラー
信号を得ている。

【００３６】以上が本実施例の前提となるＶＴＲシステ
ムの構成とトラッキング方式の説明である。

【００３７】図１は本発明によるトラッキング制御装置
を示すブロック図である。図１において、シリンダモー
タ３６より検出されたシリンダＦＧ・ＰＧ２８を制御回
路２９にて処理し、ヘッドｃｈ１，ｃｈ２の回転位相を
検出し、記録又は再生信号と記録パターンとの同期をと
り、テープ上の所定の位置に所定の信号が記録されるよ
うにシリンダモータ３６の駆動コイル２１に制御電流を
流す。

【００３８】テープ速度はキャプスタンモータ３２によ
り駆動制御されており、そのキャプスタンＦＧ３１を制
御回路２９に入力して速度を検出し、補正制御信号をキ
ャプスタンモータ３２にフィードバックして一定速度を
正確に保持する。再生時にはこれに加えてヘッドからの
信号を信号再生回路３３とＡＴＦエラー回路３７とか
ら、信号中のＡＴＦエラー信号を検出し、記録パターン
とヘッドとの軌跡ズレが生じないように補正制御してい
る。

【００３９】記録パターンは通常ほぼ直線であるが、バ
ラツキがあるため特に高密度記録で記録パターンのピッ
チが狭くなると、このバラツキが無視できなくなってく
る。従って、再生時にこのトラック追従信号を処理して
ヘッドの軌跡と記録パターンの中心とをあわせるととも
に、１パターン上の曲がりについては、圧電素子駆動回
路３０に制御回路２９とＡＴＦエラー回路３７より制御
信号を送って制御することができる。再生された信号は
メモリ回路３４を介した後、信号処理回路３５に送られ
る。

【００４０】次に本発明における画像の記録パターンに
ついて説明する。図２（ａ）は、１フレームの画像のシ
ンクブロックの位置を示す。図示の様に、シンクブロッ
クＮｏをシャフリングして配列することにより、ドロッ
プアウトによる影響を分散できる。さらに、こられのシ
ンクブロックを図２（ｂ）の様に１フレーム１０トラッ
クに分けて記録する。またさらに、次のフレームでは、
シンクブロックの順を１つズラし、１つのヘッドがクロ
ッグを起こしても画像が再生できる様にし、２０トラッ
クで１順する記録パターンを有する。

【００４１】この様な記録パターンにおいて、再生時の
テープ速度Ｔｓが通常の再生時より速くなると、ヘッド
とテープパターンの傾きが相対的に変化し、図２（ｂ）
における矢印Ｈｓの様な軌跡をとる。この軌跡を本来の
Ｈ_S1とする為にはヘッドをＨ_Hだけシフトすれば良い。
このＨ_Hの値はテープ速度により一義的に決まる。これ
を図３によりさらに詳しく説明する。

【００４２】図３は任意のテープ速度Ｔ_Snにおけるヘッ
ドの変位量Ｈ_Hnを示すベクトル図を示す。この図３にお
いて、Ｄ_S1はスチルアングルθで回転する通常再生にお
けるドラム（上シリンダ２）の速度を示し、Ｔ_S1は通常
再生のテープ速度を示す。

【００４３】通常の再生においては、この２つのベクト
ルＤ_S1，Ｔ_S1よりヘッドはＨ_S1に示す速度ベクトルを持
ちテープをトレースする。これに対してテープをｎ倍で
再生する際は、テープはＴ_Sの速度ベクトルを持つ為、
ヘッドはＨ_Snのベクトルとなる。この様にヘッドの速度
ベクトルは短くなる（遅くなる）為、相対スピード、ト
ラック角共、通常再生時のＨ_S1とは異なってしまう。

【００４４】これを合わせる為には、ドラムの速度をＤ
_Snの様に増すとともに、テープ速度もＴ_Snとし、さらに
ヘッドの高さをＨ_Hnに示す様に変化させれば良い。この
Ｈ_Hnはテープ速度Ｔ_Snに対し一義的に決まる。この変位
Ｈ_Hnに見合う電圧を積層圧電素子２２に印加することに
より、ヘッドはＨ_S1をトレースすることができる。つま
り、出力の低下がない為、再生されたデータにエラーは
少ない。

【００４５】図１において、テープ再生速度の制御命令
が制御回路２９に送られ、キャプスタンモータ３２が制
御され、キャプスタンＦＧ３１が制御回路２９に入力さ
れ、これをもとにテープ再生速度の検知と制御のフィー
ドバックとが行われる。このテープ速度に見合ったヘッ
ドの段差（変位）Ｈ_Hが制御回路２９内で演算され、所
定の圧電素子駆動電圧Ｖ_Hが出力される。

【００４６】シリンダＦＧ・ＰＧ２８より出力される読
み込みタイミングと積層圧電素子２２の駆動スタートタ
イミングを合わせて、図４（ｂ）に示す三角波の駆動電
圧Ｖ_Hが、駆動回路３０より出力され、これによりヘッ
ドは図４（ｃ）に示す様に変位し、記録されたトラック
とヘッドの軌跡とを一致させることができる。この様な
制御において再生倍率は整数であれば、駆動する三角波
は単一となり、印加する電圧の中心を０に設定しやすく
でき、しかも三角波の発生回路も簡略化できる。再生倍
率を整数とした時の、再生倍率と再生されるシンクブロ
ックの例を表１に示す。

【００４７】

【表１】

【００４８】この表１より、再生倍率２倍ではＮｏ２と
Ｎｏ６のシンクブロックが全く再生されないことがわか
る。また５倍では、Ｎｏ０、１、２のシンクブロック以
外は再生されない。それ以外の倍率についても、２×ｎ
倍と５×ｎ倍（ｎは整数）再生では、再生されないシン
クブロックが存在することになる。

【００４９】これを一般的に表現すると、Ｎトラックで
くり返されるシンクブロックの記録パターンを有する場
合、Ｎの約数のうち、素数であるもののｎ倍である再生
倍率を避けなければ、再生されないシンクブロックが存
在してしまうこととなる。従って再生倍率は、Ｎの約数
の素数のｎ倍を除いた整数とすることで、積層圧電素子
２２に印加する電圧Ｖ_Hも単一の波形となり、しかも全
てのシンクブロックが再生されることになる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、再
生時にヘッドを軸方向に変位することで、記録トラック
とヘッドの軌跡とを一致させると共に、信号がＮトラッ
クの繰り返しパターンで記録されるシステムにおける再
生倍率をＮの約数のうち素数であるもののｎ倍（ｎ：整
数）を除く整数に設定することにより、欠落のない画像
を再生できるとともに、出力の低下もない為、エラーの
少ない高品質の再生画が得られ、かつ圧電素子の駆動電
圧の中心をゼロに容易に設定することができる効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】データのシャフルとテープ上のヘッドトレース
とを説明するための構成図である。

【図３】回転ヘッドの変位を説明するためのベクトル図
である。

【図４】動作を示すタイミングチャートである。

【図５】ＶＴＲのシリンダ部の側面断面図である。

【図６】シリンダ部の回転軸と軸受とを示す側面図であ
る。

【図７】シリンダ部のテープリード部を示す正面図であ
る。

【図８】実施例に用いられるヘッドの構成図である。

【図９】磁気テープ上のトラックパターンを示す構成図
である。

【図１０】ヘッドにより記録・再生されるパイロット信
号を示すタイミングチャートである。

【図１１】本発明を適用し得るＡＴＦ回路を示すブロッ
ク図である。

【図１２】データブロックのフォーマットを示す構成図
である。

【図１３】高速再生時のヘッドトレースを示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１回転軸２上シリンダ２９制御回路３０圧電素子駆動回路３２キャプスタンモータ３６モータ３７ＡＴＦエラー回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】再生時に回転ヘッドを回転軸方向に変位
することにより、磁気記録媒体上に形成された記録トラ
ックと上記回転ヘッドの軌跡とを一致させると共に、信
号をＮトラックのくり返しパターンで記録するようにし
た磁気記録再生装置において、記録時の上記磁気記録媒体の走行速度に対する再生時の
上記走行速度の再生倍率を、Ｎの約数のうち素数である
もののｎ倍（ｎ：整数）を除く整数とすることを特徴と
する磁気記録再生装置。