JPH07177470A - 磁気記録再生装置における高速再生方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＶＴＲの高速サーチ時において、アジマス角の
異なるヘッドで記録されたトラックを異なるアジマス角
をもつペアヘッドを用いて交互に再生する場合の再生信
号周波数の変動に起因する再生画の画質劣化を防止す
る。 【構成】異なるアジマス角をもつペアヘッドで再生した
信号の振幅を検波するエンベロープ検波回路２０、比較
回路２１、同期化回路２２、再生信号を一時記憶するた
めのメモリ２５、書き込みクロック発生用ＶＣＯ３０、
オフセット電圧発生回路３６、加算回路３５で構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は磁気記録再生装置（ＶＴ
Ｒ）の高速再生方式に係り、特にアジマスの異なるペア
ヘッドを備えた回転ドラムを用いて高速再生する場合の
再生画の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在普及しているＶＨＳ（登録商標）方
式や８ミリ方式等の家庭用ＶＴＲにおいては、アジマス
角の異なる２個のヘッドを１フィールド毎に交互に用い
て、磁気テープ上に斜めトラックを形成しながら映像信
号を順次記録している。ところで、磁気テープを記録時
の数倍から数十倍程度の速度で走行させながら映像を再
生する高速再生（ビジュアル・サーチ、ピクチャー・サ
ーチ等と呼ばれている。以下、単にサーチと言う。）の
モードにおいては、ヘッドはトラックを斜めに横切りな
がら信号を再生する。そのため、ヘッドが記録時と異な
るアジマス角のトラックを走査している期間は信号が再
生されず、再生画にノイズバーが発生する。このノイズ
バーが発生しないようにする手段として、回転ドラムに
アジマス角の異なるペアヘッドを備え、常に記録時と同
じアジマス角のヘッドが信号を再生するようにヘッドの
切り替え制御をする方式が知られている。この方式によ
ればサーチ時でもノイズのない良好な再生画が得られる
が、見たい番組やシーンを短時間で捜せるように、より
高速のサーチを行おうとすると問題が生じる。すなわ
ち、サーチ時における再生映像信号の１フィールド内の
ライン数は早送り方向では減少し、巻戻し方向では増加
するため、映像信号の周波数が標準の値からずれてしま
い、このずれが大きくなるとテレビ側で同期がとれず、
絵が見えなくなってしまうためである。この問題を解決
する手段として、再生映像信号をメモリに書き込み、標
準の周波数で読み出すことにより標準周波数の映像信号
に変換する方式があり、この方式の例として特開昭６４
−７７８３号公報や特開平１−２２１０７５号公報等が
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、アジ
マス角の異なるヘッドで記録されたトラックを交互に再
生する場合の再生信号周波数の変動に起因する再生画の
劣化に関しては何ら考慮されていなかった。以下、図を
用いてこの画質劣化について説明する。

【０００４】まず始めに、Ｎ倍速サーチ時と標準再生時
とのヘッドのトレース角度の差を求める。図２はＶＴＲ
再生時にヘッドが磁気テープ上を走査していく軌跡を示
しており、１は磁気テープ、２は標準再生時におけるヘ
ッド軌跡、３は早送り方向のサーチ（以下、フォワード
・サーチという）におけるヘッド軌跡、４は巻戻し方向
のサーチ（以下、リバース・サーチという）におけるヘ
ッド軌跡である。図２における各々の角度と長さには以
下の関係がある。

【０００５】

【数１】

【０００６】

【数２】

【０００７】

【数３】

【０００８】また、記録時及び標準再生時におけるテー
プ送り速度をＶ、映像信号のフィールド周波数をＦとお
くと、次式が成り立つ。

【０００９】

【数４】

【００１０】

【数５】

【００１１】ここでＮはサーチ倍速（標準再生時のテー
プ送り速度を単位としたときのサーチ時のテープ送り速
度）であるが、フォワード・サーチ時が正、リバース・
サーチ時が負の値とする。さらに、

【００１２】

【数６】

【００１３】

【数７】

【００１４】の関係から、次式が成り立つ。

【００１５】

【数８】

【００１６】

【数９】

【００１７】したがって、Ｎ倍速フォワード・サーチ時
と標準再生時とのヘッドのトレース角度の差θｆ、Ｎ倍
速リバース・サーチ時と標準再生時とのヘッドのトレー
ス角度の差θｒは次式で求められる。

【００１８】

【数１０】

【００１９】

【数１１】

【００２０】次に、フォワード・サーチ時のヘッド軌跡
上での映像信号１Ｈ（水平走査期間）間の距離を求め
る。図３は図１におけるフォワード・サーチのヘッド軌
跡３の部分を拡大したものであり、５はチャンネル１の
ビデオトラック、６はチャンネル２のビデオトラックで
ある。チャンネル１のビデオトラック５を再生中の１Ｈ
間の距離Ｄ１は、図３に示す幾何学的な関係から、標準
再生時の１Ｈ間の距離Ｄ０、フォワード・サーチ時と標
準再生時とのヘッドのトレース角度の差θｆ、およびア
ジマス角αにより、次式で表すことができる。

【００２１】

【数１２】

【００２２】同様に、チャンネル２のビデオトラック６
を再生中の１Ｈ間の距離Ｄ２は、

【００２３】

【数１３】

【００２４】となる。したがって、チャンネル１のビデ
オトラック５の再生信号周波数とチャンネル２のビデオ
トラック６の再生信号周波数との比はＤ２とＤ１との比
で求めることができる。これをＫｆとおくと、

【００２５】

【数１４】

【００２６】となる。同様に、リバース・サーチ時にお
けるチャンネル１のビデオトラック５の再生信号周波数
とチャンネル２のビデオトラック６の再生信号周波数と
の比（Ｋｒとおく）は次式となる。

【００２７】

【数１５】

【００２８】ここで、ＶＨＳ／ＮＴＳＣ方式の標準記録
（ＳＰ）モードを例にとり、具体的な数値を算出してみ
ることにする。この場合、ビデオトラック角度はθ＝５
°５８′９．９″、ビデオ幅はＷ＝１０．０７ｍｍ、テ
ープ送り速度はＶ＝３３．３５ｍｍ／ｓｅｃ、フィール
ド周波数はＦ＝５９．９４Ｈｚである。また、サーチ速
度を４０倍とすればＮ＝４０（フォワード・サーチ）、
あるいはＮ＝−４０（リバース・サーチ）である。これ
らの値を１０式、１１式に代入すると、θｆ＝１．７１
８°、θｒ＝１．１３７°となる。これらの値とアジマ
ス角α＝６°を１４式、１５式に代入すると、Ｋｆ＝
０．９９３７、Ｋｒ＝１．００４２という数値が得られ
る。これはすなわち、チャンネル１のトラックとチャン
ネル２のトラックで再生される信号の周波数が４０倍フ
ォワード・サーチでは０．６３％異なり、４０倍リバー
ス・サーチでは０．４２％異なるということである。こ
れにより、再生画は絵柄が水平方向にずれたり、色むら
が生じるなど、劣化する。

【００２９】本発明の目的は、数十倍あるいは数百倍程
度の高速サーチ時でも上記のような劣化のない再生画を
提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】そのため本発明では、チ
ャンネル１のトラックを再生する時とチャンネル２のト
ラックを再生する時とでメモリに書き込む周波数を上記
再生信号周波数ずれ（ＫｆまたはＫｒ）分だけ変化させ
る。

【００３１】

【作用】再生信号の周波数ずれに応じたクロック周波数
で再生信号をメモリに書き込むため、メモリ内部では周
波数ずれが補正された状態で信号が記憶される。したが
って、安定した固定クロックで信号を読み出すことによ
り、周波数ずれのない映像信号が得られるため、再生画
に上記のような劣化が生じることがなくなる。

【００３２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図を用いて説
明する。図１は本発明による高速サーチ方式を用いたＶ
ＴＲのブロック図であり、１は磁気テープ、１１は回転
シリンダ、１２〜１５は回転ヘッド、１６（ａ〜ｄ）は
プリアンプ、１７、１８、１９は切り替えスイッチ、２
０（ａ〜ｂ）はエンベロープ検波回路、２１は比較回
路、２２は同期化回路、２３は自動利得制御回路（ＡＧ
Ｃ）、２４はＡ／Ｄコンバータ、２５はメモリ、２６は
Ｄ／Ａコンバータ、２７は再生信号処理回路、２８は復
調・同期分離回路、２９は書き込み制御回路、３０は電
圧制御発振器（ＶＣＯ）、３１は分周回路、３２は位相
比較回路、３３、３４はロー・パス・フィルタ回路、３
５は加算回路、３６はオフセット電圧発生回路、３７は
発振回路、３８は読出し制御回路、３９、４０はリー
ル、４１、４２はリール駆動手段、４３はリール制御回
路、４４は周波数判定回路である。以下に再生時の動作
の概要を説明する。

【００３３】回転シリンダ１１に取り付けられているヘ
ッド１２〜１５は磁気テープ１に記録されている信号を
再生する。再生された信号はプリアンプ１６（ａ〜ｄ）
により増幅され、スイッチ１７〜１９を経てＡＧＣ回路
２３に供給される。１２および１５はチャンネル１のト
ラックを再生するためのプラスのアジマス角を持つヘッ
ド、１３および１４はチャンネル２のトラックを再生す
るためのマイナスのアジマス角を持つヘッドである。ス
イッチ１７および１８は、磁気テープ１に接している方
のヘッドを選択するように切り替えられ、ＮＴＳＣ信号
の場合、その切り替え周波数は３０Ｈｚとなる。エンベ
ロープ検波回路２０ａおよび２０ｂは信号の振幅に応じ
た電圧を発生する。比較回路２１は２０ａおよび２０ｂ
から出力される電圧の値を比較し、その比較結果に応じ
た二値信号を出力する。同期化回路２２は復調・同期分
離回路２８から出力される同期信号のタイミングで上記
二値信号を同期化して出力する。スイッチ１９はこの同
期化された二値信号で切り替えられるため、ヘッド１２
と１３あるいは１４と１５が再生する信号のうち振幅の
大きい方が選択出力されることになる。そのためサーチ
時でヘッドがトラックを横切りながら再生する場合でも
ノイズバーが発生することがない。しかも、切り替えタ
イミングは同期期間内であるため信号切り替え時のノイ
ズも再生画の見える部分には発生しない。

【００３４】ＡＧＣ回路２３は信号が一定の振幅になる
ように増幅し、Ａ／Ｄコンバータ２４と復調・同期分離
回路２８に供給する。Ａ／Ｄコンバータ２４に入力され
た再生信号はＶＣＯ３０が発生するクロック信号でサン
プリングされるとともに量子化されてディジタル信号に
変換され、書き込み制御回路２９が発生する制御信号に
従ってメモリ２５に書き込まれる。その後、再生信号は
発振回路３７が発生する読出しクロックと読出し制御回
路３８が発生する制御信号に従ってメモリ２５から読み
出され、Ｄ／Ａコンバータ２６でアナログ信号に変換さ
れる。再生信号処理回路２７は、入力された再生信号を
フィルタにより輝度信号と色信号を分離した後、輝度信
号に対してはＦＭ復調、ディエンファシス、ノイズ・キ
ャンセル等の処理を行い、色信号に対しては自動利得制
御（ＡＣＣ）、自動位相制御（ＡＰＣ）、周波数変換等
の処理を行う。これらはＶＴＲにおける通常の再生信号
の処理であり、多くの文献で説明されているのでここで
は詳細な説明は省略する。復調・同期分離回路２８は、
再生信号から輝度信号を抜き取り、ＦＭ復調してベース
バンドの輝度信号とした後、同期信号を分離して出力す
る。書き込み制御回路２９はその同期信号に従って１ラ
イン単位で書き込み動作をするように制御信号を発生す
る。また、読出し制御回路３８は水晶振動子を用いた安
定な周波数で発振する発振回路３７からのクロックを基
に、標準映像信号の周期に従った制御信号を発生してい
る。

【００３５】リール制御回路４３は磁気テープ１の走行
速度を監視し、リール３９、４０が所望の速度で回転す
るように、リール駆動手段４１、４２を介してリール３
９、４０の回転制御をすると共に、周波数判定回路４４
にテープ走行速度の情報を送る。周波数判定回路４４は
リール制御回路４３からのテープ速度情報と分周回路３
１からのクロック分周信号を基に、現在の書き込みクロ
ック周波数が所望の値であるか否かを判定し、周波数判
定電圧を発生する。周波数判定電圧はロー・パス・フィ
ルタ３４により帯域制限された後、加算回路３５により
他の回路からの制御電圧と加算されてＶＣＯ３０に供給
される。ＶＣＯ３０は印加された電圧に応じた周波数の
クロックを発生する。このＶＣＯ３０、分周回路３１、
周波数判定回路４４、ロー・パス・フィルタ３４及び加
算回路３５で構成される周波数ループの動作により、ク
ロック周波数が所望の値よりも高い場合には低くなるよ
うに制御され、所望の値よりも低い場合には高くなるよ
うに制御されるため、安定状態においては所望の周波数
の書き込みクロックが得られる。ここで所望の周波数に
ついて説明する。

【００３６】前記の公知例（特開平１−２２１０７５号
公報）にも記載されているように、サーチ時の１フィー
ルド内のライン（水平走査線）数はＮＴＳＣ信号の場
合、次式で表されることが知られている。

【００３７】

【数１６】

【００３８】ここで、αＨは図４に示すようにトラック
間のずれを水平走査線期間を単位として表したものであ
り、ＶＨＳ方式の標準（ＳＰ）モードではαＨ＝１．５
である。サーチ時における回転シリンダ１１の回転数を
標準再生の場合と等しくすると、１フィールド分の信号
を再生する時間は標準再生の場合と等しくなるから、ラ
イン数が変化した分だけ再生される信号の周波数が変化
することになる。したがって、再生信号周波数の変化率
をｖとおくと、

【００３９】

【数１７】

【００４０】となる。Ｎ＝４０（４０倍フォワード・サ
ーチ）の場合にはｖ＝−０．２２３、すなわち再生信号
周波数が２２．３％減少し、Ｎ＝−４０（４０倍リバー
ス・サーチ）の場合にはｖ＝０．２３４、すなわち再生
信号周波数が２３．４％増加することになる。

【００４１】図１の例では、この再生信号周波数の変化
分だけ書き込みクロックの周波数を変化させることによ
り、再生信号の周期が標準周期になるようにメモリを用
いて時間軸変換する。ちなみに、ライン数の変化はライ
ン単位の補間や間引きを行うことにより標準信号のライ
ン数と一致するように補正するが、本発明の本質とは直
接の関係はないので詳細な説明は省略する。図１の例に
おいては、クロック周波数の中心値（標準再生時のクロ
ック周波数）を例えば約２０ＭＨｚとすると、４０倍フ
ォワード・サーチ時のクロック周波数は２２．３％低い
１５．５４ＭＨｚ、４０倍リバース・サーチ時のクロッ
ク周波数は２３．４％高い２４．６８ＭＨｚとする必要
がある。これが上記の所望の周波数である。一般的なＮ
倍速サーチ時の書き込みクロック周波数ｆｎは、標準再
生時のクロック周波数をｆ１とすると、次式で表され
る。

【００４２】

【数１８】

【００４３】ところで、再生信号には色信号も含まれて
おり、色信号は位相が色相の情報を持っているので、僅
かな周波数のずれでも再生画の色ずれが生じてしまう。
そこで、図１のシステムにおいては上記周波数ループに
より書き込みクロック周波数が所望の値に近くなった後
は周波数判定回路の出力が加算回路３５に加わらないよ
うにし、位相比較回路３２、ロー・パス・フィルタ３
３、加算回路３５、ＶＣＯ３０及び分周回路３１により
構成されるＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ ＬｏｃｋｅｄＬｏｏ
ｐ）により書き込みクロックの周波数を高精度に合わせ
るようにしている。すなわち、位相比較回路３２は復調
・同期分離回路２８から出力される水平同期信号と分周
回路３１（分周比は例えば１２８０とする。）の出力を
位相比較し、位相誤差に応じた電圧を出力する。その出
力はロー・パス・フィルタ３３で帯域制限され、加算回
路３５により他の回路からの制御電圧と加算されてＶＣ
Ｏ３０に入力される。したがってＰＬＬが安定したとき
の書き込みクロック周波数は水平走査周波数の１２８０
倍となる。オフセット電圧発生回路３６はスイッチ１９
の切り替えタイミングと同じタイミングでオフセット電
圧を発生する。オフセット電圧は加算回路３５により他
の回路からの制御電圧と加算され、ＶＣＯ３０に入力さ
れる。次に、オフセット電圧発生回路３６及び加算回路
３５についてさらに詳細に説明する。

【００４４】オフセット電圧発生回路３６は、前述の１
４式のＫｆや１５式のＫｒで表される再生信号周波数の
ずれを補正するためのものである。オフセット電圧発生
回路３６が発生するオフセット電圧をΔＶ、加算回路３
５におけるΔＶの増幅率をＧ、ＶＣＯ３０の制御感度を
Ｓ、Ｎ倍速サーチ時のＶＣＯ３０の発振周波数をｆｎと
おくと、オフセット電圧によるＶＣＯ３０の発振周波数
の変化分ΔＦは次式で表される。

【００４５】

【数１９】

【００４６】再生信号周波数のずれを補正するために
は、ΔＦ／ｆｎ＝Ｋｆ（フォワード・サーチ時）、また
はΔＦ／ｆｎ＝Ｋｒ（リバース・サーチ時）が成り立つ
ようにする必要がある。したがって、必要な補正電圧Δ
Ｖはフォワード・サーチ時は、

【００４７】

【数２０】

【００４８】リバース・サーチ時は

【００４９】

【数２１】

【００５０】で表される。

【００５１】図５は図１におけるオフセット電圧発生回
路３６及び加算回路３５の一構成例を示すものであり、
６１はＤ／Ａコンバータ、６２はスイッチ、６３〜６８
は抵抗、その他は図１と同じ部分に同じ番号を付けてあ
る。テープ速度に応じた電圧データ５２がリール制御回
路４３から出力され、Ｄ／Ａコンバータ６１に入力され
る。Ｄ／Ａコンバータ６１は電圧データ５２に応じたア
ナログ電圧（Ｖｓとおく）を発生する。スイッチ６２は
ペアヘッド切り替え信号５３により開閉される。抵抗６
８の値（Ｒ６）が抵抗６３（Ｒ１）、６４（Ｒ２）、６
５（Ｒ３）に較べて十分大きく、抵抗６８に流れる電流
を無視できるものとし、さらに簡単化のためＲ２＝Ｒ３
とすると、スイッチ６２のＯＮ／ＯＦＦによる出力電圧
５５の変化分ΔＶは次式で計算することができる。

【００５２】

【数２２】

【００５３】また、ロー・パス・フィルタ３３、３４の
出力インピーダンスが抵抗６６（Ｒ４）や抵抗６７（Ｒ
５）に較べて十分低く、ＶＣＯ３０の入力インピーダン
スが十分高くＶＣＯ３０に流れ込む電流を無視できるも
のとすれば、加算回路３５におけるΔＶの増幅率Ｇは次
式で表される。

【００５４】

【数２３】

【００５５】式２０〜２３をまとめることにより、必要
な補正用の電圧Ｖｓを求めることができる。

【００５６】

【数２４】

【００５７】ここで、ＫはＫｆまたはＫｒである。ま
た、ＶＣＯ３０の制御感度Ｓは実測により求めれば良
い。

【００５８】本発明の要点に係る動作をまとめると以下
のようになる。リール制御回路４３は、テープ速度を監
視しながらサーチ倍速Ｎに応じてＤ／Ａコンバータ６１
が２４式で表される電圧Ｖｓを発生するように電圧デー
タ５２を発生する。オフセット電圧発生回路３６はペア
ヘッド切り替え信号５３のタイミングで２２式で表され
る振幅を持つ矩形波５５を発生する。この矩形波５５は
加算回路３５を経てＶＣＯ３０に印加されるので、ＶＣ
Ｏ３０の出力すなわちメモリ書き込みクロックの周波数
はペアヘッド切り替え信号５３のタイミングでオフセッ
トを持つ。ペアヘッド切り替え信号５３は再生している
トラックのアジマス角（図３のチャンネル１トラック５
またはチャンネル２トラック６のいずれを再生している
か）に応じて変化する二値信号であるから、この周波数
オフセットにより再生信号の周波数変化がキャンセルさ
れてメモリ２５に書き込まれることになる。

【００５９】本実施例によれば、１７式で表される再生
信号周波数の変化率に等しい変化率を持つ書き込みクロ
ックにより再生信号をメモリ２５に書き込んだ後、発振
回路３７が発生する安定な固定クロックで読み出す動作
と、復調・同期分離回路２８からの同期信号を基準にし
てライン単位の補間や間引きを行う動作とにより、再生
信号を標準周期をもつ映像信号に変換しているので、数
十倍から数百倍程度のサーチを行った場合でも通常のテ
レビで同期がとれ、再生画を見ることができる。また、
オフセット電圧発生回路３６は２４式で表されるオフセ
ット電圧５５を発生し、そのオフセット電圧５５は加算
回路３５により加算されてＶＣＯ３０に印加されるの
で、書き込みクロック周波数が変化し、１４式あるいは
１５式で表される再生信号周波数の変化を補正するの
で、再生画において絵柄が水平方向にずれたり色むらが
生じたりすることがない。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、チャンネル１のトラッ
クを再生する時とチャンネル２のトラックを再生する時
とで再生信号周波数が変化する分だけメモリに書き込む
クロック周波数を変化させるので、アジマス角の違いに
起因する再生画の画質劣化が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＶＴＲのブロック図で
ある。

【図２】磁気テープにおけるサーチ時のヘッド軌跡であ
る。

【図３】図２におけるフォワード・サーチ時のヘッド軌
跡部分の拡大図である。

【図４】磁気テープにおける記録トラックを示す模式図
である。

【図５】図１におけるオフセット電圧発生回路３６及び
加算回路３５の一構成例である。

【符号の説明】

１２、１５…チャンネル１再生用ヘッド、 １３、１４…チャンネル２再生用ヘッド、 １９…チャンネル１／チャンネル２ヘッド切り替えスイ
ッチ、 ２５…メモリ、 ３０…ＶＣＯ（電圧制御発振器）、 ３５…加算回路、 ３６…オフセット電圧発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転シリンダ上にアジマス角の異なる２個
   のヘッドから成るペアヘッドを備え、高速再生時にはこ
   れらのヘッドからの再生信号を適当なタイミングで切り
   替えることにより高速再生時においても再生画にノイズ
   が発生しないようにした磁気記録再生装置において、磁
   気テープの走行速度に応じて中心周波数を可変する周波
   数制御手段と、再生トラックのアジマス角に応じて周波
   数を微小変化させる周波数オフセット加算手段とを設
   け、上記周波数制御手段と上記周波数オフセット加算手
   段を用いて発生させた書き込みクロックを基準タイミン
   グとして再生信号をメモリに書き込み、周波数固定の読
   出しクロックを基準タイミングとして該メモリから信号
   を読み出すことにより、該再生信号を標準の周期を持つ
   映像信号に変換することを特徴とする磁気記録再生装置
   における高速再生方式。