JPH07134818A

JPH07134818A - 磁気記録再生装置

Info

Publication number: JPH07134818A
Application number: JP5283218A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Morioka; 芳宏森岡
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-05-23

Abstract

(57)【要約】【目的】トラック幅が５μｍ以下の狭トラック記録再
生が可能な映像信号や音声信号などの高密度記録ＶＴＲ
を提供する。【構成】磁気テープ８の幅方向と垂直な方向に複数の
トラッキング信号トラックを形成するトラッキング信号
記録ヘッドアレイ９と、回転シリンダ上の円周上に配置
され、前記トラッキング信号を再生するトラッキング信
号再生ヘッド18と、回転シリンダ上の円周上に配置され
外部より入力された信号を記録再生する映像信号録再磁
気ヘッド19と、トラッキング信号再生ヘッド18により再
生されたトラッキング信号の再生時間間隔が前記トラッ
キング信号の記録間隔に比例した値となる様に磁気テー
プ８上を前記磁気ヘッドが走査する相対位置関係を制御
するヘッド相対高さ制御回路25とを具備する構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動画や静止画などカラ
ー映像情報や音声情報、文字情報や各種データを、磁気
テープなどの磁気記録媒体に高密度に記録し再生するビ
デオテープレコーダ（ＶＴＲと略す）などの磁気記録再
生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、家庭において、カラー映像信号を
記録するＶＴＲとしてＶＨＳ方式や８ｍｍ方式などのＶ
ＴＲが広く使用されている。特に、ＶＨＳ方式のＶＴＲ
については全世界に約２億５千万台以上も普及してお
り、家庭においても日常的に広く使用されている。これ
らのＶＴＲでは、例えば、入力されたＮＴＳＣカラー映
像信号を輝度信号と搬送色信号に分離して、輝度信号は
低搬送波で周波数変調し、搬送色信号は低域変換して磁
気テープに記録されている。その記録再生方式は、たと
えば、横山著、「ホームビデオ技術」、日本放送出版協
会編や菅谷著、ＳＭＰＴＥジャーナル、１９８６年３月
号、３０１ページ〜３０９ページ、などに解説されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在、
これら従来のＶＴＲはその記録密度の低さにおいて問題
が出てきた。すなわち、近年のメタル蒸着テープやメタ
ル塗布型テープなどにおけるテープ性能アップにより、
テープ・ヘッド系の再生ＳＮ比として、ヘッド・トラッ
ク幅が５ミクロンメートルでも十分実用的に記録再生で
きる様になってきた。しかしながら、前述したＶＨＳ方
式や８ｍｍ方式のＶＴＲにおいては、記録時および再生
時にヘッドがトラックを走査する直線性が悪いため、た
とえば、記録時間を増加させるためにトラック幅を５ミ
クロンメートルにした場合、デッキ間の互換再生時など
に再生出力が１０ｄＢ以上も低下してしまい再生が不可
能になるという課題がある。すなわち、ＶＴＲにおいて
は、トラック幅が１０ミクロンメートル未満のものはな
く、トラック幅を５ミクロンメートル以下にするにはブ
レークスルーが必要である。

【０００４】一方、コンピュータなどの周辺機器である
ハードディスクにおいては、近年、高密度化が急ピッチ
で進展しており、光サーボ技術などを用いてトラック密
度５ミクロンメートル以下が実現されている。

【０００５】本発明はかかる点に鑑み、トラック幅５ミ
クロンメートル以下を実現したＶＴＲ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】本発明は上記目的を達す
るため、磁気テープの幅方向と垂直な方向に複数のトラ
ッキング信号トラックを形成する手段と、回転シリンダ
上の円周上に配置された前記トラッキング信号を再生す
る第１の磁気ヘッドと、前記回転シリンダ上の円周上に
配置され外部より入力された信号を記録または再生する
第２の磁気ヘッドと、前記回転シリンダを回転させる回
転シリンダモータと、再生されたトラッキング信号の再
生時間間隔が前記トラッキング信号の記録間隔に比例し
た値となる様に前記テープ上を前記磁気ヘッドが走査す
る相対位置関係を制御する制御回路とを具備する構成で
ある。

【０００７】

【作用】本発明は上記した構成により、磁気テープ上に
回転シリンダ上のヘッドにより映像信号や音声信号など
を記録する前に、磁気テープの幅方向に垂直な方向、す
なわち、テープ走行方向と平行な方向に複数のトラッキ
ング信号トラックを、たとえば等間隔に記録する。外部
入力信号の記録時には、回転シリンダ上のトラッキング
信号再生ヘッドによりこれらトラッキング信号を再生
し、トラッキング信号の再生時間間隔の期待値からの時
間軸誤差を検出する。

【０００８】一般にＶＴＲにおいて、ヘッドがテープを
ヘリカルに走査する時の直線性は、そのデッキと使用す
るテープに固有のものである。よって、一度、あるデッ
キとテープとについて、時間軸誤差を検出すると、直線
性の変化は温度変化によるものなどを除いてほとんどな
い。そこで、この誤差成分を、たとえば、ヘッド相対高
さ制御、回転シリンダの回転制御、テープ駆動キャプス
タンモータの制御などにフィードバックすることによ
り、ヘッドのテープ走査の直線性を良くすることができ
る。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の一実施例における磁気
記録再生装置の要部ブロック図である。なお、本実施例
では、現行のＶＨＳ方式ＶＴＲに適用した場合について
述べる。

【００１０】図１は、信号処理部１およびテープ／ヘッ
ド部２により構成される。信号処理部１において、ＮＴ
ＳＣ複合映像信号が入力端子３より入力し、記録側映像
信号処理回路４において記録信号処理が行われる。すな
わち、まず、ＮＴＳＣ複合映像信号は輝度信号と搬送色
信号に分離され、次に、輝度信号はエンファシスがかけ
られた後、ＦＭ変調される。また、搬送色信号は低域周
波数領域に低域変換されるた後、ＦＭ変調色信号と低域
変換色信号が加算される。そして、加算された信号は記
録アンプ５で記録信号レベルに増幅され、図２に示す回
転シリンダ上の磁気ヘッド１９（および３３）に伝送さ
れる。

【００１１】また、記録側信号処理回路４は、記録モー
ドが標準モードであるか長時間モードであるかを示すテ
ープ走行モード識別信号をトラッキング信号生成回路６
に出力する。トラッキング信号生成回路５は、磁気テー
プ８の走行速度が変化しても、常にトラッキング信号の
記録波長が５μｍとなる様に、トラッキング信号記録ヘ
ッドアレイ９上の各トラッキング信号記録ヘッド１０、
１１、１２、１３、１４、１５および１６の出力信号の
周波数を制御する。

【００１２】たとえば、ＶＨＳ方式の標準モードではテ
ープ走行速度は毎秒約３３．３ｍｍなので、トラッキン
グ信号の記録周波数は約６．７ｋＨｚになる。また、Ｖ
ＨＳ方式の長時間モードではテープ走行速度は毎秒約１
１．１ｍｍなので、トラッキング信号の記録周波数は約
２．２ｋＨｚになる。本実施例では、トラッキング信号
の記録波長を比較的再生出力の高い５μｍとしたが、他
の周波数でもよいし、記録周波数を各トラック毎に変化
させてもよい。

【００１３】このトラッキング信号は、映像信号記録ヘ
ッドによりオーバーライト消去されるが、従来からよく
知られている深層記録の原理により約２０ｄＢ消去され
るにとどまり、トラッキング信号の一部はテープ上に残
留する。本実施例におけるトラッキング信号は単一波な
ので、再生時に帯域通過フィルター（ＢＰＦ）を用いる
と高ＳＮ比のトラッキング信号キャリアを抜き出すこと
が可能であり、磁気ヘッドの高精度トラッキング制御用
信号として利用できる。また、トラッキング信号と映像
信号は、トラックへの記録アジマスを変えることにより
帯域共有が可能である。

【００１４】さて、トラッキング信号記録ヘッドアレイ
９は、磁気テープ８の走行パスにおいて、フルイレーズ
ヘッド（図示せず）と回転シリンダの間に配置されてい
る。また、トラッキング信号記録ヘッド１０、１１、１
２、１３、１４、１５および１６は、トラッキング信号
記録ヘッドアレイ９上において、磁気テープ８の幅方向
に等間隔にμｍオーダーで高精度に配置されており、各
トラッキング信号記録ヘッドのヘッドトラック幅は１０
μｍ、アジマス角度は約２５度とする。各トラッキング
信号記録ヘッドの配置精度に関しては、従来のＶＨＳ方
式などの回転シリンダ系でヘッド相対高さの調整精度が
１μｍ以下が達成されているので、サブミクロンオーダ
ーの相対位置調整が可能である。また、レーザー照射な
どによりさらに高精度な調整が可能である。

【００１５】各トラッキング信号記録ヘッド１０、１
１、１２、１３、１４、１５及び１６により記録された
トラックを、それぞれＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ
４，ＴＲ５、ＴＲ６およびＴＲ７で示す。各トラッキン
グ信号記録トラック間の間隔は、高精度で一定に形成さ
れている。

【００１６】磁気テープ８は矢印１７の方向に走行して
いる。また、回転シリンダ上の第１の磁気ヘッドとして
のトラッキング信号再生ヘッド１８及び第２の磁気ヘッ
ドとしての映像信号記録再生ヘッド１９が、それぞれ、
磁気ヘッドの走査方向である矢印２０の方向に移動して
いる。映像信号記録再生ヘッド１９により記録される信
号トラックをＴ（＋）、また、回転シリンダの円周上で
磁気ヘッド１８より約１８０度離れて配置された磁気ヘ
ッドにより記録される信号トラックをＴ（−）とする。

【００１７】さて、映像信号の記録時において、まず、
トラッキング信号再生用ヘッド１８が、磁気テープ８上
を毎秒５．８ｍの相対速度で、各トラッキング信号記録
トラックＴＲ１からＴＲ７をそれぞれ横切り、記録波長
１μｍのトラッキング信号、すなわち、５．８ＭＨｚの
トラッキング信号を再生し、再生アンプ２３で増幅され
る。各トラッキング信号は磁気テープ８上に等間隔に記
録されているので、各トラッキング信号の再生時間間隔
は等しいはずである。

【００１８】ところが、ＶＴＲにおいては、機構系の組
上がり誤差の集積により、ヘッドが磁気テープ８上を走
査する時の直線性は完全でなく、磁気ヘッドがトラック
の端から端まで移動する間のトラック曲がりによる直線
性のずれは、ｐ−ｐ値で約１０μｍにもなる。普通、こ
れだけトラック曲がりが大きいと、記録トラック幅を１
０μｍ以下に狭トラック化ができないので記録密度を高
めることはできない。すなわち、各トラッキング信号の
再生時間間隔が等しくなる様に記録したはずなのに、ト
ラック曲がりの発生により、再生時間間隔が変化してし
まう。

【００１９】そこで、本実施例においては、トラッキン
グ信号再生ヘッド１８のトラッキング信号再生時間間隔
に着目し、このトラッキング信号再生時間間隔が一定に
なる様に磁気ヘッドの相対高さなどにフィードバック制
御をかけ、回転磁気ヘッドが磁気テープ上を走査する時
の直線性を飛躍的に高める。一般に、ＶＴＲデッキと使
用テープが定まると、トラック曲がり状態も固定される
ので、相似形で与えられるトラック曲がりに対して、シ
リンダの回転と同期したフィードバック制御を行えばよ
い。また、一般に、トラック曲がりは、多くても２から
３周期であるので、サンプリング定理よりトラック曲が
りの検出点は７点以上で十分である。

【００２０】図１において、トラッキング信号再生ヘッ
ドの再生出力は、再生アンプ２３で増幅され、トラッキ
ング信号再生時間軸エラー検出回路２４に入力される。
トラッキング信号再生時間軸エラー検出回路２４におい
て、トラッキング信号の再生間隔時間軸誤差が検出され
る。この誤差信号をヘッド相対高さ制御回路２５に入力
し、フィードバックされる誤差信号がゼロとなる様にト
ラッキング信号再生磁気ヘッド１８および映像信号録再
ヘッド１９をマウントしたヘッドベースの相対高さを変
化させる。相対高さの制御は、周知の技術である圧電素
子などを利用して容易に実現できる。

【００２１】以上のように、映像信号の記録時における
記録トラックパターンの直線性をμｍオーダーにまで飛
躍的に高めることができるので、狭トラック記録が可能
となり、高密度化を進展できる。記録デッキと再生デッ
キが異なる場合には、トラック曲がりのパターンは無限
に広がるので、一般的に、狭トラック化による高密度化
を行うには、記録時から記録トラックの直線性を高める
ことが非常に重要である。

【００２２】さて、再生時におけるトラッキング信号再
生ヘッド１８の動作は、基本的に記録時と同様であり、
映像信号録再ヘッド１９のトラッキングは再生信号トラ
ックからはずれることがない。映像信号録再ヘッド１９
の再生出力は、再生アンプ２１で増幅された後、再生側
映像信号処理回路２２で記録側映像信号処理回路４とは
逆の信号処理が行われ、再び複合映像信号となって出力
端子２６より出力される。

【００２３】さて、本発明のより深い理解のために、本
実施例のテープ／ヘッド部の構成に関して図２を用いて
説明する。図２において、回転シリンダ２７の円周上に
は、固定ポスト２８および２９により支持されて磁気テ
ープ８が約１８０度強の角度で巻き付けられている。キ
ャプスタンモータ３０およびピンチローラー３１は磁気
テープ８を挟み込み、磁気テープ８を矢印１７の方向に
走行させる。

【００２４】回転シリンダ２７の円周上には、トラッキ
ング信号再生用ヘッド１８および３２、および映像信号
用ヘッド１９および３３が、それぞれ、回転中心に対称
に取り付けられていて、回転シリンダが矢印３４の方向
に回転するにしたがい、磁気テープ８上に図１に示した
トラックＴ（＋）およびＴ（−）上を走査する。

【００２５】また、トラッキング信号再生用ヘッド１８
および映像信号録再ヘッド１９は、ヘッドベース３５上
に取り付けられており、圧電素子３６の伸縮により上下
方向３７に相対高さが変化させられる。同様に、トラッ
キング信号再生用ヘッド３２および映像信号録再ヘッド
３３は、ヘッドベース３８上に取り付けられており、圧
電素子３９の伸縮により上下方向４０に相対高さが変化
させられる。これらの圧電素子の伸縮は、図１において
述べたヘッド相対高さ制御回路２５により制御される。
以上の構成により磁気ヘッド１８、１９、３２および３
３が磁気テープ８上を走査するトラック軌跡は、非常に
直線性が高くなる。

【００２６】また、図３を用いて本発明の有効性を説明
する。図３（ａ）において、ＴＲ３およびＴＲ４は、そ
れぞれ、固定ヘッドであるトラッキング信号記録ヘッド
１２および１３により記録されたトラックである。ＴＲ
３及びＴＲ４のトラック幅Wtrは１０μｍであり、トラ
ック間距離WBは１５００μｍである。トラック４１はト
ラッキング信号再生用ヘッド１８の走査軌跡であり、Ｖ
ＨＳ方式においては、トラック傾斜角θが５度５９分で
あるので、ＴＲ３のトラック端でトラック４１と交差す
る点Ａ３と、ＴＲ４のトラック端でトラック４１と交差
する点Ａ４との間の距離WLは、約１４３９μｍ（１５０
０μｍ／ｓｉｎ（５度５９分））となる。よって、トラ
ッキング信号再生用ヘッド１８がＡ３よりＡ４まで走査
する時間TLは、約２４８μｓｅｃ（１４３９μｍ／５．
８（ｍ／ｓｅｃ））となる。

【００２７】図３（ｂ）において、横軸は時間を、ま
た、縦軸はトラッキング信号再生ヘッドの出力を表して
いる。トラッキング信号再生用ヘッド１８が、Ａ３およ
びＡ４を横切る時に、その再生出力は最大値Ｃ３および
Ｃ４となる。ここで、トラッキング信号再生用ヘッド１
８の走査トラックが曲がって、ＴＲ４との交差点が本来
の位置より５μｍ右にずれたとする。そうすると、再生
出力の最大値Ｃ４をとる時間が０．８６μｓｅｃ（２４
８×５／１４３９）だけ遅れるので、この遅れ時間を検
出することによりトラッキングずれ量が検出可能とな
る。

【００２８】同様に、トラッキング信号再生用ヘッド１
８の走査トラックが曲がって、ＴＲ４との交差点が本来
の位置より１μｍ右にずれたとする。そうすると、再生
出力の最大値Ｃ４をとる時間が１７０ｎｓｅｃだけ遅れ
る。近年、ディジタル信号処理の発達により回路クロッ
ク周波数が５０ＭＨｚ程度、すなわち、サンプリング周
期２０ｎｓｅｃ程度の回路は容易に構成可能である。サ
ンプリング点のトラックづれ値よりトラック曲がり状態
を計算し、さらにトラックを直線に補正するデータ計算
してフィードバック制御することにより実際の制御回路
を実現できる。

【００２９】以上のように本実施例においては、サンプ
リング定理に関する（（２０×２）／１７０）の計算に
より、トラッキングずれが約０．３μｍ程度まで修正す
ることが可能である。そこで、トラッキングずれを１μ
ｍ以内に修正することは非常に容易である。

【００３０】本実施例においては、映像信号の再生時に
おいても、トラッキング信号は、トラッキング信号再生
用ヘッド１８および３２の再生出力を用いたが、再生時
においては、映像信号録再用ヘッドの再生信号よりトラ
ッキング信号をＢＰＦで抜き出してトラッキング制御信
号と利用してもよい。

【００３１】また、本実施例においては、トラッキング
信号のフィードバック制御は、ヘッドベースの位置制御
により行ったが、キャプスタンモータの回転制御による
制御方式や、回転シリンダの回転制御による制御方式
や、テープ支持ポスト位置を変化させテープ走行パスを
変えることによる制御方式などにも応用展開が可能であ
る。

【００３２】なお、記録信号形態の規格などにかかわる
絶対的なトラック記録位置を決める時間基準が必要な場
合は、たとえば、ＶＨＳ方式で採用されているテープエ
ッジに記録されたコントロール信号の位相情報などを利
用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明は、記録トラックの
直線性を飛躍的に向上させることができるので、記録ト
ラック幅が５ミクロンメートル以下のＶＴＲが実現でき
る。さらに狭トラック化により磁気テープの記録密度を
極めて高くすることができるので、記録時間の長時間
化、記録容量の増大、磁気テープ用カセットハーフの小
型化によるＶＴＲの小型化、長時間化などを大きく進展
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における要部ブロック図

【図２】本発明の一実施例におけるテープ／ヘッド系を
示す図

【図３】本発明の一実施例におけるトラッキング精度を
示す図

【符号の説明】

１信号記録部２テープ／ヘッド部３映像信号入力端子４記録側映像信号処理回路５、８記録アンプ６トラッキング信号生成回路８磁気テープ９トラッキング信号記録ヘッドアレイ１０〜１６トラッキング信号記録ヘッド１８、３２トラッキング信号再生ヘッド１９、３３映像信号録再ヘッド２０磁気ヘッドの走査方向２１、２３再生アンプ２２再生側映像信号処理回路２４トラッキング信号再生時間軸エラー検出回路２５ヘッド相対高さ制御回路２６映像信号出力端子２７回転シリンダー２８、２９固定ポスト３０キャプスタンモータ３１ピンチローラー３４回転シリンダーの回転方向３５、３８ヘッドベース３６、３９圧電素子３７、４０ヘッドベースの相対高さが変化する方向４１トラッキング信号再生ヘッドの走査トラック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 5/7826

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転シリンダの円周上に配置された磁気ヘ
ッドを、前記回転シリンダに巻き付けた磁気テープ上を
斜めに走査させ情報を記録再生する磁気記録再生装置で
あって、前記磁気テープの幅方向と垂直な方向に複数のトラッキ
ング信号トラックを形成する手段と、前記回転シリンダ
上の円周上に配置され、前記トラッキング信号を再生す
る第１の磁気ヘッドと、前記回転シリンダ上の円周上に
配置され外部より入力された信号を記録または再生する
第２の磁気ヘッドと、前記回転シリンダを回転させる回
転シリンダモータと、再生されたトラッキング信号の再
生時間間隔が前記トラッキング信号の記録間隔に比例し
た値となる様に前記テープ上を前記磁気ヘッドが走査す
る相対位置関係を制御する制御回路とを具備する磁気記
録再生装置。
【請求項２】再生されたトラッキング信号は、第１の磁
気ヘッドにより再生されたトラッキング信号であること
を特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項３】再生されたトラッキング信号は、第２の磁
気ヘッドにより再生されたトラッキング信号であること
を特徴とする請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項４】回転シリンダの円周上に配置された磁気ヘ
ッドを、前記回転シリンダに巻き付けた磁気テープ上を
斜めに走査させ情報を記録再生する磁気記録再生装置で
あって、前記磁気テープの幅方向と垂直な方向に複数のトラッキ
ング信号トラックが形成されている場合において、前記
回転シリンダ上の円周上に配置され外部より入力された
信号を記録または再生する磁気ヘッドと、前記回転シリ
ンダを回転させる回転シリンダモータと、前記磁気ヘッ
ドにより再生されたトラッキング信号の再生時間間隔が
前記トラッキング信号の記録間隔に比例した値となる様
に前記テープ上を前記磁気ヘッドが走査する相対位置関
係を制御する制御回路とを具備する磁気記録再生装置。
【請求項５】制御回路の出力を第１の磁気ヘッドの回転
シリンダ回転面に対する相対高さを変化させる駆動デバ
イスに入力することを特徴とする請求項１または４記載
の磁気記録再生装置。
【請求項６】制御回路の出力を回転シリンダモータの回
転を制御するドライブ回路に入力することを特徴とする
請求項１記載の磁気記録再生装置。
【請求項７】制御回路の出力をテープ走行駆動モータの
回転を制御するドライブ回路に入力することを特徴とす
る請求項１または４記載の磁気記録再生装置。
【請求項８】制御回路の出力をテープ走行機構系におい
てテープ走行パスを制御するドライブ回路に入力するこ
とを特徴とする請求項１または４記載の磁気記録再生装
置。
【請求項９】磁気テープの幅方向と垂直な方向に複数の
トラッキング信号トラックを形成する手段は、テープ幅
方向に配置された複数の磁気ヘッドであることを特徴と
する請求項１または４記載の磁気記録再生装置。
【請求項１０】磁気ヘッドは、薄膜ヘッドアレイである
ことを特徴とする請求項９記載の磁気記録再生装置。
【請求項１１】複数のトラッキング信号トラックを形成
するのは、磁気テープが全幅消去ヘッドを通過した後で
あることを特徴とする請求項１または４記載の磁気記録
再生装置。
【請求項１２】外部より入力された信号を記録または再
生する磁気ヘッドが記録モードにある時には複数のトラ
ッキング信号トラックを形成し、前記外部より入力され
た信号を記録または再生する磁気ヘッドが再生モードに
ある時には前記複数のトラッキング信号トラックを形成
しないことを特徴とする請求項１または４記載の磁気記
録再生装置。
【請求項１３】複数のトラッキング信号の間隔は同じで
あることを特徴とする請求項１または４記載の磁気記録
再生装置。