JPH1130624A

JPH1130624A - テープ走行センサー及びこのテープ走行センサーを用いた制御回路並びにこの制御回路を用いたテープ走行センサーの制御方法

Info

Publication number: JPH1130624A
Application number: JP9186096A
Authority: JP
Inventors: Masanori Tanaka; 正宣田中; Tatsumaro Yamashita; 龍麿山下
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 1999-02-02
Also published as: EP0890946A2; EP0890946A3; US6222690B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ＦＧからの検出値には、部品自体や製造時の
組み立て誤差によりエンコーダ自体に内包される偏心等
のエラー成分が重畳されるため、精度の高い速度制御や
ワウフラッタの低減ができなかった。【解決手段】テープ走行からＦＧ及びＰＧによって検
出補正したテープ速度（ＴＳＳ）信号を、再生系のデー
タコントローラ（ＴＢＣ）内のＰＬＬループに入力し、
そこで生成された基準クロックによりヘッド再生信号を
Ａ／Ｄコンバータ４１で変換し、このデータをＦＩＦＯ
４４に一担蓄積する。このデータは、Ｄ／Ａコンバータ
４３でアナログ信号に再変換を行なう際に、水晶発振子
４５の絶対的な制御クロックのタイミングで逐次変換す
ることにより、ヘッド再生信号に重畳されていたエラー
成分を除去することができる。よって、ヘッド再生信号
から駆動メカ系のワウフラッタの消去が理論的に可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、テープ記録／再生
装置などにおけるテープ走行速度や位相を検出するとと
もにテープ走行センサー自体が内在する偏心等によるエ
ラー信号の補正ができるテープ走行センサー及びこのテ
ープ走行センサーを用いた制御回路並びにこの制御回路
を用いたテープ走行センサーの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３は、従来のロータリーエンコーダ
を示す図である。図１３に示すロータリーエンコーダ１
は、例えばキャプスタンを使用しないテープ記録／再生
装置等に使用され、テープの走行に従ってロータリーエ
ンコーダの回転軸２が回転する構成である。ロータリー
エンコーダ１は、回転軸２に固定されたローター３と、
前記ローター３に部分的に対面するステーター４によっ
て構成される。ローター３は、円周上にバーコードのよ
うに光の通過領域と遮断領域とを交互に周設したスリッ
ト６を有している。またステーター４は、扇状の一部に
スリット５が形成されたものである。スリット６は、ロ
ーター３が回転したときに、ステーター４に形成された
スリット５と重合することができるようになっている。

【０００３】発光素子７として例えば発光ダイオード
（ＬＥＤ）などが使用され、受光素子８としてホトダイ
オード（ＰＤ）などが使用される。発光素子７から出射
された光は、上記ローター３とステーター４とに形成さ
れたスリット５，６を通過し、受光素子８によって検出
されて電気的な信号（エンベローブ信号）に変換され
る。このエンベローブ信号を図示しない電気的手段によ
って処理することにより、ローターの回転速度や位相の
ずれなどを検出することが可能である。よって、テープ
記録／再生装置では、これらの検出値をテープ走行を制
御するリールモータにフィードバックすることにより、
走行時の速度やワウフラッターなどの制御を行なうもの
となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のロータリー
エンコーダ１では、スリット５，６どうしの重なり具合
の情報（エンベローブ信号）は、ローター３に形成され
たスリット６全体のうちの一部のみを検出した代表的な
検出値であるため、信号レベルが低くノイズが多く含ま
れ精度的に高いものではなかった。また精度を高めるた
めには、スリット等の各構成部品を高精度に仕上げ、か
つそれらを極めて正確に組み立てなければならない。し
かも光源には半導体レーザー（ＬＤ）や感度の高いＰＤ
を用いて受光する必要があり、製造コストが高騰すると
いう問題があった。また、ローター３と回転軸２との間
に軸芯にずれがあった場合には、ローター３の回転に偏
心が生じる。よって、その検出値には、ロータリーエン
コーダ１で検出したテープ走行速度やワウフラッターに
加えてロータリーエンコーダ１自身が内包するエラー成
分が重畳されたものとなる。

【０００５】しかし、従来のロータリーエンコーダ１で
は、ロータリーエンコーダ１自身が内包するエラー成分
を除去することができなかったため、より正確な速度を
得ること及びワウフラッターの低減ができないものであ
った。またエンコーダ自身をいかに高精度に製造するこ
とができても、ワウフラッターを完全に０とすることは
できなかった。さらには、リールモータの回転速度を直
接的に加速又は減速してテープスピードを制御するだけ
では、メカ系の応答の遅れや構成部品の能力の問題から
ワウフラッターを消去することができなかった。また、
上述したような問題点を解決し、高精度なロータリーエ
ンコーダ１とするには、従来構造的な面が重視され各部
材の仕上がり精度や組み立て精度等を追求するものであ
ったため、製造コストを下げるには限界があった。

【０００６】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、ローターおよびステーターの全周に形成さ
れたスリットの情報を一度に検出して取得したエンベロ
ーブ信号にローターの回転によって取得したトリガ信号
を利用することにより、エンベローブ信号の正確な周期
を検知して精度の高い回転速度や位相を検出することの
できるテープ走行センサーを提供することを目的として
いる。

【０００７】また、本発明はテープ走行センサーの構造
的な各部材の仕上がり精度や組み立て精度等を考慮する
必要がなく、製造コストを抑えた安価なテープ走行セン
サーを提供することを目的としている。

【０００８】また、本発明はロータリーエンコーダ自身
に内包されるエラー成分を電気的に除去することができ
るテープ走行センサーの制御回路を提供することを目的
としている。

【０００９】さらに本発明は、テープ走行センサーから
検出したエラー信号を用いて再生データをも変調制御せ
しめることにより、この再生データからワウフラッター
を理論的に消去することのできるテープ走行センサーお
よびこの制御回路を用いた制御方法を提供することを目
的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のテープ走行セン
サーは、外周面が走行するテープに当接し且つ透光性の
円筒部を有するローターと、このローターを回転自在に
支持する支持体と、前記ローター内に光を入射させる発
光素子と、ローターの端面およびこの端面に対向する支
持体の双方に円周方向に沿って所定ピッチで周設された
スリットと、前記発光素子から前記ローター内を透過し
且つ前記スリットを通過した光を受光する回転速度検出
用の第１の受光素子とを有し、前記ローターには、前記
発光素子から発せられた光を、ローターの外周面から外
側へ部分的に透過させる部分的な通過帯、またはロータ
ー外周面から外側へ透過する光を部分的に遮蔽する不通
過帯が形成されており、ローターの外周部には、前記通
過帯を通過した光を検出しまたは前記不通過帯による光
の遮蔽を検出する回転位相検出用の第２の受光素子が設
けられていることを特徴とするものである。

【００１１】例えば、前記発光素子から照射された光を
ローターの回転中心側から放射状に反射させてローター
の前記円筒部へ送る反射部が設けられ、ローターには、
前記放射状に反射された光を前記円筒部から前記スリッ
ト方向へ反射させる反射面が周状に形成されており、前
記ローターに形成された周状の反射面の一部が非反射形
状とされて、この非反射形状の部分が前記通過帯とされ
ているものとなる。

【００１２】または、前記発光素子から照射された光を
ローターの回転中心側から放射状に反射させてローター
の前記円筒部へ送る反射部が設けられ、ローターには、
前記放射状に反射された光を前記円筒部から前記スリッ
ト方向へ反射させ且つ光の一部を透過させる反射面が周
状に形成されており、ローターには、前記周状に形成さ
れた反射面を透過して外周方向へ出射する光を部分的に
遮蔽する遮蔽部が形成されて、この遮蔽部が前記不通過
帯とされているものとなる。

【００１３】また本発明のテープ走行センサーを用いた
制御回路は、上記のいずれかのテープ走行センサーから
の出力を帰還させることによりテープの回転を制御する
モータのサーボ系と、前記テープ走行センサーの出力か
ら制御クロックを生成するＰＬＬループと、ヘッドから
の再生信号を遅延させる信号遅延部と、この信号遅延部
からのヘッド出力信号を前記制御クロックを用いてＡ／
Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、このＡ／Ｄ変換された
ディジタル信号を制御するメモリコントローラと、前記
ディジタル信号を蓄積するメモリーと、前記メモリコン
トローラにより前記ディジタル信号をアナログ信号に再
変換するＤ／Ａコンバータと、が設けられていることを
特徴とするものである。

【００１４】また本発明のテープ走行センサーを用いた
制御方法は、第２の受光素子で検出したトリガ信号に基
づいてテープ走行センサーの回転周期を算出する手段
と、この回転周波数に基づいて第１の受光素子で検出さ
れる源信号からテープ走行センサーに内包するエラー信
号を抽出する手段を備え、前記源信号を前記エラー信号
の逆位相に同期させつつ時間軸変調することにより、前
記源信号からエラー信号を消去するものが好ましい。

【００１５】また、テープ走行センサーの基準波に対す
る個々のエラー信号をデータ化してＲＯＭメモリに格納
するとともに、第２の受光素子から出力されるトリガ信
号の時間軸に基づいて前記データの逆位相波を時間軸変
調することにより、テープ走行センサーから出力される
源信号からエラー信号を消去するものであってもよい。

【００１６】また、上記においてはＲＯＭメモリに格納
されているエラー成分のデータが、テープ走行センサー
の生産ロットごとの代表データ又は近似データであるこ
とが実際の量産においては好ましい。

【００１７】さらに本発明は、テープ走行センサーと、
このテープ走行センサーからの出力を帰還させることに
よりテープの回転を制御するモータのサーボ系と、前記
テープ走行センサーの出力から制御クロックを生成する
ＰＬＬループと、ヘッドからの再生信号を遅延させる信
号遅延部と、この信号遅延部からのヘッド出力信号を前
記制御クロックを用いてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバー
タと、このＡ／Ｄ変換されたディジタル信号を制御する
メモリコントローラと、前記ディジタル信号を蓄積する
メモリーと、前記メモリコントローラにより前記ディジ
タル信号をアナログ信号に再変換するＤ／Ａコンバータ
と、前記メモリコントローラおよび前記Ｄ／Ａコンバー
タとを制御する基準クロックとから成り、前記制御クロ
ックが前記テープ走行センサーからの出力信号を逓倍化
した後に前記ＰＬＬループから生成されることを特徴と
するものである。

【００１８】上記において、ＰＬＬループで生成された
制御クロックがテープの速度変化に応じて時間軸変調さ
れるものであって、ヘッドからの再生信号が前記制御ク
ロックによってＡ／Ｄ変換された後に基準クロックによ
ってアナログ信号へ再変換される際に、前記Ａ／Ｄ変換
後の再生信号がテープが走行する際に生じるエラー成分
に合わせて時間軸変調されるものが好ましい。

【００１９】本発明のテープ走行センサー（ＴＳＳ）で
は、ローターとステーター（支持体）の互いの対向面に
スリットが周設され、発光素子から発光された光が前記
スリットを透過して回転速度検出用の第１の受光素子で
受光されて、エンベローブ信号が検出される。一方、ロ
ーターの端面には通過帯を設け、この通過帯と対向する
位置に位相検出用の第２の受光素子が設置され、この受
光素子では、ローターの１回転ごとに通過帯を透過する
光が受光され、これを電気的な信号に変換することによ
りトリガ信号が得られる。この場合において、通過帯は
ローターの周状の反射面が形成される場合に、その一部
を凸型形状のもの（図４（Ａ）参照）、または反射面の
一部を径方向に切欠いたもの（図５（Ａ）参照）とな
る。すなわち、ローターの回転に応じてローターの内部
から外部へ漏洩する光が受光されるものである。

【００２０】あるいは、ローターに形成された反射面に
て光の一部をＦＧ用の制御された光としてローターの円
筒部内に反射し、その他の光は無制御（制御不可能）な
散乱光であり、常に外部へ透過している事を前提とし、
この透過光の一部を遮蔽して、不透過部を構成し、第２
の受光素子により前記遮蔽部を検出して、ＰＧ出力を得
るようにしてもよい。

【００２１】また、テープ走行センサーから取得される
ＴＳＳ信号は、例えば図１０に示すキャプスタンレステ
ープ再生装置の再生系の信号制御回路（ＴＢＣ回路）に
よって、テープ走行センサー（ＴＳＳ）自体に内包され
る偏心等によるエラー成分を除去することが可能であ
る。すなわち、ＴＳＳ信号の品質又は信頼性が向上され
るため、ＴＢＣ回路で処理された後のヘッド再生信号の
再生度を向上させることができる。

【００２２】このように電気的にＴＳＳのエラー成分を
除去することができるため、例えばＴＳＳ自身の部品精
度を落としたローコストのＴＳＳに使用することも可能
である。よって、モータサーボ等の従来のコストが高い
割りにはワウフラッターを完全に消去できないメカ系の
みの制御に比べ、メカ制御能力をコストに合わせて落し
ても再生データをＴＳＳでディジタル的に補正すること
で、最終的に再生信号からメカ的要因によるワウフラッ
ターを０とすることができる。

【００２３】また、モータの制御は、メモリーコントロ
ーラから出力される制御信号をモータコントローラに入
力することにより、モータの回転を制御するものであっ
てもよい。メモリーコントローラの制御信号は、例えば
水晶発振子などによって生成されるものであるため、精
度の高い制御信号とすることが可能であり、サーボ系の
コントロール精度を向上させることができる。よって、
更にテープ速度の精度が向上され、またワウフラッター
の低減が可能とすることができる。さらには、ＤＳＰの
処理能力によっては、理論的にワウフラッターを０とす
ることができる。

【００２４】また、ＰＬＬループで生成される各制御ク
ロックは、ＴＳＳで検知されたエラー成分に基づいて時
間軸変調されるが、これら各制御クロックがＴＳＳから
出力されるＴＳＳ信号に対して常に忠実に追従するのが
好ましく、この追従度が高いほど再生精度を向上させる
ことができる。従って、ＴＳＳ信号自体の検出周波数を
高めることにより、各制御クロックの追従度を向上させ
ることが可能である。よって、テープスピードやＴＳＳ
の大きさなどによりＴＳＳ信号の検出周波数が制限（約
１ＫＨｚ程度）される場合には、信号整形部においてＴ
ＳＳ信号がパルス信号に変換される際にＴＳＳ信号を逓
倍化し、実質的にＴＳＳ信号自体の検出周波数を高める
ことにより、ＴＳＳにおける再生精度を向上させること
が可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、本発明における光学式テープ走
行センサー（ＴＳＳ）の分解斜視図、図２は図１のＯ1
−Ｏ2線における断面図である。本光学式テープ走行セ
ンサー（以下、ＴＳＳ(Tape speed sensor)という）
は、例えばカセットテープレコーダ、ＤＡＴ(Digital A
udio Taperecorder)など、またはコンピュータのハード
ディスク装置のバックアップとして使用されるデータレ
コーダーのテープの走行速度やワウフラッターなどを検
出するセンサーとして使用される。

【００２６】図１および図２に示すＴＳＳ１１では、ロ
ーター１３とステーター１４とが、保持部材を構成する
支持体１２の中に収納されている。このローター１３と
ステーター１４は、共に光を透過させる導光部材、例え
ばアクリルなどの透明な素材で形成されている。また支
持体１２は、左端側の第１の支持体１２ａと右端側の第
２の支持体１２ｂとから構成され、第２の支持体１２ｂ
は導光部材で形成されている。そして、このローター１
３は、第１の支持体１２ａと第２の支持体１２ｂとの間
に保持されている。ローター１３は円筒形状に形成され
た円筒部１３Ａの内部に回転軸１６が一体に形成され、
支持体１２内に設けられたステーター軸受部材１５と軸
受部材２１とによって回転自在に軸支されている。な
お、ローター１３の回転軸１６と軸Ｏ（Ｏ1−Ｏ2）とが
同軸となるように設定されている。

【００２７】図２の右端に示すように、第２の支持体１
２ｂの内部には発光ダイオード（ＬＥＤ）等から構成さ
れる発光素子１７が埋設されており、この発光素子１７
から光がＯ2方向に出射される。第２の支持体１２ｂの
内壁の中央部には、Ｏ2方向に開口する断面ラッパ形状
に形成された第１の反射曲面２０が形成されている。こ
の第１の反射曲面２０は最奥部が最も狭く形成されてお
り、この最奥部から開放端にかけて徐々に開口する曲面
であり、その曲面は大きな放物面、あるいは大きな曲率
の円弧曲面から形成されている。この第１の反射曲面２
０では、発光素子１７から出射された拡散光が軸Ｏに対
して直交する方向に平面的な光束とされて３６０度の方
向に拡散して反射させられる。反射曲面２０の断面が放
物線または円弧形状であるため、光源から出射された光
をより効率的に利用でき、ローター１３の反射面へ導く
ことができるようになっている。

【００２８】この第１の反射曲面２０を含む第２の支持
体１２ｂの内壁面１２ｂ1には、略王冠形状の軸受部材
２１が固設されている。そして、軸受部材２１の中央部
には後述するローター１３の回転軸１６の右端に形成さ
れた細軸１６ｂを挿通するための軸受穴２１ａが穿設さ
れており、この軸受穴２１ａの中心および前記第１の反
射曲面２０の最奥部（最狭部）は共に軸Ｏ上に位置する
ものとなっている。

【００２９】第１の支持体１２ａの内壁面１２ａ1に
は、断面形状が鍋蓋状のステーター（支持体の一部とな
る）１４が固設されており、図示Ｏ2方向に突出した中
央の凸部１４ａが第１の支持体１２ａに設けられた支持
孔１２ａ3に埋設されている。また、ステーター１４の
外縁には全周に渡って傾斜する反射面１４ｃが周設され
ている。凸部１４ａの端面には、ホトダイオード（Ｐ
Ｄ）などで構成された第１の受光素子１８が設けられて
いる。この第１の受光素子１８は、回転速度検出器（以
下、ＦＧ(Frequency Generator)１８という）であり、
前記発光素子１７からの出射された光を受光することが
可能となっている。また、ステーター１４の図示右端面
の中央には、上記同様に断面ラッパ形状に切りかかれた
第２の反射曲面２２が形成されている。

【００３０】この第２の反射曲面２２を含むステーター
１４の右端面には保持部１４ｄが形成され、この保持部
１４ｄにステーター軸受部材１５が嵌合的に固設されて
いる。このステーター軸受部材１５の図示右端面には、
ラッパ形状の軸受部１５ａが形成されている。また、ロ
ーター１３の回転軸１６の図示左端の先端部１６ａは、
円錐形状（尖鋭な形状）に形成されており、前記ラッパ
状の軸受部１５ａの筒部に挿入されて軸支される。

【００３１】また、回転軸１６の右端は、回転軸１６の
直径に対して極端に細く絞られ、その先端に軸受部１６
ｃが形成されている。そして、回転軸１６と軸受部１６
ｃとの間は更に細く形成された細軸部１６ｂとなってい
る。この回転軸１６は、ばね受部材２３に形成された保
持穴２３ａに挿通されている。また細軸部１６ｂは挿通
孔２３ｂ内に遊嵌されているため、回転軸１６は保持穴
２３ａによるガイドを受けず保持穴２３ａによってのみ
軸方向に摺動自在にガイドされる。よって、保持穴２３
ａと挿通孔２３ｂによる２重のガイドを回避できるた
め、回転時における互いの干渉が防止されている。また
軸受部１６ｃは、ばね受部材２３の中心に穿設された挿
通孔２３ｂを通り、軸受部材２１に形成された軸受穴２
１ａに支持されており、径方向に対する位置決めはこの
軸受部１６ｃおよび軸受穴２１ａによって行なわれる。
すなわちローター１３は、上述した図示左端側の軸受部
材１５に形成された軸受部１５ａの筒部１５ｂに挿入さ
れた回転軸１６の先端部１６ａと、右端側の軸受部材２
１に形成された軸受穴２１ａに挿入された軸受部１６ｃ
とによって軸支されている。よって、筒部１５ｂと軸
受穴２１ａとを軸線Ｏの中心に位置させることにより、
回転軸１６を軸線Ｏに一致させることができる。

【００３２】また、このばね受部材２３の右端面の挿通
孔２３ｂの周囲は、図４に示すようにＯ1方向に少し突
出し、軸受部材２１と例えば３点で接触する略半球状の
突出部２３ｃが周設されている。またばね受部材２３と
対向する軸受部材２１の軸受穴２１ａの周囲は、少しＯ
2方向に突出した環状突出部２１ｂが形成されている。
この環状突出部２１ｂに突出部２３ｃの頂点が当接する
ものとなっており、ローターの回転時には環状突出部２
１ｂ上を突出部２３ｃの頂点が摺動するものとなってい
る。一方、ばね受部材２３の左端（Ｏ２）側には、例え
ば保持穴２３ａの周囲に爪部２３ｅが３ツ羽状に形成さ
れており、他方ローター１３側にはこの爪部２３ｅと噛
合する３ツ羽状の爪部１３ｈが周設されている（図１又
は図２参照）。ローター１３が回転すると互いの爪部１
３ｈおよび爪部２３ｅどうしが当接するため、ローター
１３とばね受部材２３とが一体となって回転することが
可能となっている。

【００３３】図３（Ａ）はスリット部を示し、（Ａ）は
通過領域（遮断領域）どうしが重なり合っている状態を
示す平面図，（Ｂ）はその断面図、図４はローターの右
端面を示し、（Ａ）は通過帯の一形態示す斜視図，
（Ｂ）はその断面図、図５（Ａ）は図４の他のローター
の形態を示す斜視図、（Ｂ）はその断面図、図６はロー
ターの反射面に不通過帯を形成した一形態を示す斜視
図、図７は、通過帯とスリットとを示すローターの側面
の拡大図である。図３（Ｂ）に示すように、ローター１
３とステーター１４との間にはスリット部Ｓが形成され
ている。ステーター１４の内壁の縁部には、断面の形状
が凹凸で構成される通過領域と遮断領域とが交互にバー
コード状に並ぶスリット１４ｂが所定のピッチで周設さ
れている。なお、このスリット部Ｓは、ローター又はス
テータの鏡面状の表面に鏡面形成部と撹乱部（例えば、
梨地体やＶ字状の凹凸面からなる縦縞格子若しくは横縞
格子、あるいは微小の三角錐若しくは四角錐（ピラミッ
ド）が敷設されたもの）から構成することができる。

【００３４】例えば、通過領域と遮断領域とが０．５°
の角度間隔で形成されている場合には、スリットは３６
０本の通過領域および遮断領域とを有している。また、
このスリット１４ｂと対向するローター１３の円筒部１
３Ａの端面１３ｂには、ステーター１４と同様のスリッ
ト１３ｃが同じピッチで形成されている。これは、ロー
ター１３の１回転当りの検出パルスの数を可能な限り多
くし、スリットの利用効率を向上されて全周に渡るスリ
ットのパターン誤差を吸収するため、ローター１３とス
テーター１４に形成されるスリットの数は同数としたも
のである。またスリットの数を３６０本としたのは、後
述するサーボ制御系の周波数に対応させ、検出精度を向
上させる上でも可能な限りスリットの数を多いものが好
ましいが、スリットを製造する上での加工工程上の限界
や量産性を考慮したものである。またテープスピードに
対するローター１３の回転による出力をサーボ系の周波
数（１ＫＨｚ）と、加工工程とのバランスとを考慮した
結果でもある。

【００３５】ただし、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、
ローター１３とステーター１４とを重ね合せた場合に
は、ステーター１４のスリットの半径方向の長さ寸法Ｌ
ｓに比べてローター１３のスリットの半径方向の長さ寸
法Ｌｒの方が広く（Ｌｓ＜Ｌｒ）なるように形成されて
いる。よって、例えばローター１３の回転に偏心等が生
じた場合であっても、その偏心が許容範囲内のものであ
れば、偏心後のローター１３のスリット１３ｃとステー
ター１４のスリット１４ｂとの重なりを維持することが
できる。よって、ステーター１４側に透過される光量を
常に一定に維持することが可能となるため、ＦＧ１８か
ら出力される信号レベルを安定させることができる。

【００３６】一方、ローター１３の円筒部１３Ａの右端
面には、例えば図４（Ａ）に示すように傾斜状に切削さ
れた反射面１３ｄが環状に周設されて導光部が形成され
ている。そして、反射面１３ｄの一部には、切削されず
に凸状に残された通過帯１３ｅが形成されている。ま
た、図１，図２および図４（Ａ）（Ｂ）に示されるよう
に、図示Ｙ２方向には第２の受光素子１９から構成され
る回転位相検出器（以下、ＰＧ(Pulse Generator)１９
という）が設けられており、ローター１３を支持体１２
の内部で回転させると、１回転につき一度前記通過帯１
３ｅとＰＧ１９とが対向できるようになっている。

【００３７】上記のように構成されるＴＳＳの動作につ
いて説明する。このＴＳＳでは、図１又は図２に示すよ
うに記録テープＴａにローター１３の外周面を圧接して
ローラ１３が回転される。記録テープＴａが矢印Ｘ方向
へ送られるとその送り力によるテープＴａの張力がロー
ター１３の外周面とテープＴａとの接面間に摩擦抵抗を
発生する。これにより、ローター１３とテープＴａとの
接点における相対速度が０に保たれ、テープＴａの移送
力が確実にローター１３の回転力に変換され、ローター
１３がα方向へ回転されるものとなっている。

【００３８】図２に示されるように、第２の支持体１２
ｂ側では、発光素子１７から出射された光が、支持体１
２ｂ内に入射し、且つ支持体１２ｂ内に形成された第１
の反射曲面２０により、光は軸線Ｏに対して直交する３
６０度の方向へ、すなわちローター１３の右端面に環状
に周設された反射面１３ｄ（導光部）の方向へ放射方向
へ拡散される。上述したように、第１の反射曲面２０
は、大きな曲率の放物面又は円弧曲面から形成されてい
るため、より多くの拡散光を反射面１３ｄの方向へ誘導
することができる。よって、発光素子の位置ずれの影響
を吸収できるため、発光素子の利用効率の向上が可能と
なる。

【００３９】第１の反射曲面２０によって反射された光
は、導光部材から形成された第２の支持体１２ｂ内を透
過し、軸Ｏに対し垂直な方向（軸Ｏから離れる方向）か
らローター１３の内壁へ入射し、ローター１３に周設さ
れた反射面１３ｄに与えられる。ローター１３の反射面
１３ｄでは、この光が反射されてローター１３内の前記
円筒部１３Ａの内部に入射される。この際、光は軸Ｏと
平行となる方向に反射され、円筒部１３Ａ内をＯ2方向
へ直進し、又は反射誘導されてローター１３の左端面に
形成されたスリット１３ｃを通過する。そして、このス
リット１３ｃが形成されたローター１３の左端面から外
部に一度出射されるが、ローター１３の左端面に対向し
て設けられているスリット１４ｂを介してステーター１
４の内部に入射される。さらに、光はステーター１４に
形成された反射面１４ｃによって軸Ｏ方向に集光され、
第１の支持体１２ａに形成された第２の反射曲面２２で
反射される。この際、第２の反射曲面もラッパ状に形成
されているため、ＦＧ１８の受光部では受光素子自体の
位置ずれによる影響の少ない収束された光が受光され
る。

【００４０】前記のように、第１の反射曲面２０で反射
された光が、ローター１３の内部を軸Ｏに対し平行方向
に進行できるようにするために、ローター１３の反射面
１３ｄは軸Ｏに対してほぼ４５度の角度で形成されてい
る。この反射面１３ｄにより、中心からの拡散光が円筒
部１３Ａ内に反射させられるが、ローター１３の外周の
一部に形成された通過帯１３ｅでは、第１の反射曲面２
０によって放射状に反射された光がそのまま外周方向へ
透過して、円筒部１３Ａの外部（Ｙ2方向）へ出射する
（図４（Ｂ）参照）。よって、ＰＧ１９では、通過帯１
３ｅとＰＧ１９とが対向したときにのみ光を受光し、Ｐ
Ｇ１９ではローター１３の１回転ごとに１パルスの信号
が出力される。以下このＰＧ信号をトリガパルス信号Ｓ
ｔ（以下、トリガ信号Ｓｔという）として説明する。

【００４１】上記において、円筒部１３Ａの形状は、例
えば図５（Ａ）のような形状であってもよい。図５
（Ａ）では、前記図４（Ａ）同様に円筒部１３Ａの右端
面に傾斜状に切削された反射面１３ｄが周設されてお
り、この反射面１３ｄの一部が欠切されて通過帯１３ｆ
が形成されている。図５（Ｂ）に示すように、このよう
な通過帯１３ｆが形成されたローター１３が回転する
と、ＰＧ１９ではこの通過帯１３ｄとＰＧ１９とが対向
した場合にのみ光を受光することが可能であり、上記同
様にトリガ信号Ｓｔを出力することができる。なお、エ
ンベローブ信号Ｓｅおよびトリガパルス信号Ｓｔは、例
えば後述する図８（Ａ）および同図（Ｂ）のような波形
でそれぞれ示される。

【００４２】また、発光素子１７を安価な面発光拡散光
源を使用した場合には、ローター１３の円筒部１３Ａ内
に反射されずに、反射面１３ｄを突き抜けてローター１
３の外部方向へ漏洩する光が常に存在する。この場合、
ＰＧ１９では常に受光状態となるため、電気的にＨｉレ
ベル信号が出力された状態（以下、Ｈレベルという）と
することができる。そこで、図６に示すように、ロータ
ー１３の反射面の一部を光を透過させない不通過帯１３
ｇに形成することにより、ローター１３の１回転中に一
度この不通過帯１３ｇとＰＧ１９とを対向させることが
できる。よって、不通過帯１３ｇとＰＧ１９とが対向し
た場合には、ＰＧ１９ではローター１３から漏洩された
光を検出することができなくなるため、通常Ｈレベルで
あるＰＧ１９の出力信号を瞬間的に電気的Ｌｏｗレベル
（以下、Ｌレベルという）とすることができる。よっ
て、このＬレベル信号をＰＧ信号すなわちトリガ信号Ｓ
ｔとして利用することが可能である。この場合におい
て、不通過帯１３ｇは、例えば梨地帯で形成することが
可能である。また、例えば黒色又は銀色等の着色帯、か
まぼこ状又はＶ字状の凹凸面からなる縦縞格子や横縞格
子、あるいは微小の三角錐若しくは四角錐（ピラミッ
ド）が敷設されたものであってもよい。

【００４３】また、上述したローター１３の左端面に周
設されたスリット１３ｃの通過領域を通過した光のみが
出射され、さらに左端側のステーター１４に周設された
スリット１４ｂの通過領域を介して入射される。またロ
ーター１３側のスリット１３ｃのみが回転し支持体側の
スリット１４ｂは固定される構成である。よって、ロー
ター１３が回転すると、通過領域（遮断領域）どうしが
重なり合う場合（図５（Ａ）参照）と、通過領域と遮断
領域とが重なり合う場合とが交互に繰り返される。例え
ば、ローター１３の回転中に図５（Ａ）に示したように
スリットの通過領域（遮断領域）どうしが重なり合う瞬
間では、ローター１３から支持体１２ａへ各通過領域を
介して光が導かれるため，ＦＧ１８での検出光量は最大
となる。一方、通過領域と遮断領域とが完全に重なり合
う瞬間では、全てが遮断領域となることから、受光部へ
収束できない程度の屈折入射（散乱光）となり受光部へ
の光遮断効果によってＦＧ１８での検出光量は最少とな
る。このようにして検出されたＦＧ１８からの光検出信
号は、エンベローブ信号（包絡線）となる。この信号の
瞬時周波数はローター１３の瞬時角速度に比例する。し
たがって、ＦＧ１８からの信号を電気的に処理すること
により、回転速度を検出することができる。

【００４４】上述したようにスリットが共に３６０本の
通過領域および遮断領域で形成される場合には、エンベ
ローブ信号の１周期を構成するパルス数は３６０であ
る。また、ここで検出されるエンベローブ信号Ｓｅは、
スリット部Ｓのスリット１３ｃ又は１４ｂの全周に渡る
光の通過又は不通過の情報を総合的に示すものであり、
しかもこの情報は収束されて１つのＦＧ１８で一度に検
出されるものである。よって、従来に比べ高い出力信号
レベルとすることができるとともに、ノイズの影響も受
けにくくなることから検出精度を向上させることができ
る。さらに従来のエンコーダに比べ、ある程度の部品精
度や組立誤差も吸収できるため、部品加工や組立性を向
上しつつ検出精度を向上させることができる。

【００４５】また、例えばローター１３の円筒部内１３
Ａを透過してＦＧ１８で検出される光と、通過帯１３ｅ
又は１３ｆを通りＰＧ１９で検出される光とを光学的に
合成し、この合成後にＦＧ１８で検出することにより、
図８（Ｃ）に示されるような合成出力信号を得ることが
できる。なお、図８（Ａ）はＦＧで検出されるエンベロ
ーブ信号を示す波形図、（Ｂ）はトリガ信号を示す波形
図、（Ｃ）は（Ａ）と（Ｂ）との合成信号（ＴＳＳ信
号）をそれぞれ示す概略波形図である。この場合ＰＧ１
９の代わりに支持体内若しくは支持体の外部で反射誘導
することにより、再びステーター内に光を導くようにす
ればよい。図８（Ｃ）に示される信号は、上記図８
（Ａ）に示すエンベローブ信号Ｓｅに図８（Ｂ）に示す
トリガ信号Ｓｔを重畳させた合成信号（以下、ＴＳＳ信
号という）と同様である。このＴＳＳ信号では、一定の
時間間隔でエンベローブ信号Ｓｅからこのトリガ信号Ｓ
ｔが突出した形で発生することから、エンベローブ信号
Ｓｅの周期ｔを検知することが可能である。このよう
に、ＦＧ１８で検出する前に光学的に光を合成すること
により、トリガ信号検出用の受光素子（ＰＧ１７）は不
要になり、ＦＧ１８のみで検出可能とすることができ
る。よって、部品点数を削減でき、製造コストを安価な
ものとすることが可能となる。

【００４６】また理論的には、図７に示すように例えば
スリット１３ｃと通過帯１３ｅの位置及び周方向の幅寸
法を同一に形成することにより、通過帯１３ｅがＰＧ１
９と対向したときにトリガ信号Ｓｔを出力させるように
することができる。そして、この際トリガ信号Ｓｔはエ
ンベローブ信号Ｓｅと同期させ、しかも同期したエンベ
ローブ信号Ｓｅを構成する波形の１つと常に同一の極性
と一致させることができる。しかし、加工精度、発光素
子１７に安価な拡散光源を用いることおよびこのような
極細スリットは高感度のＰＧ１９を必要することなどの
問題から実際には信号がノイズに埋もれ検出が困難とな
る。

【００４７】そこで、例えば図９（Ｂ）に示すようなス
リット１３ｃの幅寸法よりも通過帯１３ｅの幅寸法の方
を広く形成（例えば、１０パルス分に相当）することに
より、周期ｔを検知することができる。なお、図９
（Ａ）は、ＦＧで検出されるエンベローブ信号を示す
図、（Ｂ）はトリガ信号を示す図、（Ｃ）は（Ａ）と
（Ｂ）との合成信号（ＴＳＳ信号）をそれぞれ示す概略
波形図である。ＦＧ１８で検出される信号は、上述した
ようにスリットパターンのずれ、テープの圧接によるロ
ーター１３に生じる傾斜、発光素子および受光素子上の
位置ずれ等が生じるため、一般的に図９（Ａ）に示すよ
うなエンベローブ信号Ｓｅ2が検出される。また１０パ
ルス分に相当するトリガ信号は、図９（Ｂ）に示すよう
な時間軸が伸びたトリガ信号Ｓｔ2となる。よって、図
９（Ａ）の信号と（Ｂ）の信号とのＴＳＳ信号Ｓｇ2
は、図９（Ｃ）に示されるようなものとなる。このよう
なＴＳＳ信号Ｓｇ2では、トリガ信号Ｓｔ2は上記図８
（Ｃ）のように顕著に現れないため、エンベローブ信号
の周期を確定することが困難である。よって、トリガ信
号Ｓｔ2のゼロクロス基準値とした場合の最大ピーク値
Ｓｐ又はゼロクロス基準値からの立ち上りＳXをきっか
けとしてＴＳＳ信号Ｓｇ2の周期ｔを検出するようにす
ればよい。

【００４８】なお、図６で説明した不通過帯１３ｇで検
出した場合であっても、同様に周期ｔを検出することが
可能である。また例えば、ローター１３を図２に示され
るＹ１−Ｙ２線で分割することにより、第１ローターと
第２ローターから構成されるＴＳＳとすることができ
る。このような分割型のＴＳＳでは、例えば２つの測定
対象を同時に測定することができる。そして、第１ロー
ターと第２ローターとの回転速度差が生じた場合には、
前記２つの測定対象の相対速度の検出が可能となる。こ
の場合にはその測定精度を向上させることができる。ま
た、角速度測定において、各々の回転体の位相検出が可
能となる。

【００４９】以上のような方法により検出されたエンベ
ローブ信号Ｓｅの瞬時周波数は、ローター１３の瞬時角
速度に比例する。よって、上記図８（Ｃ）又は図９
（Ｃ）に示されるＴＳＳ信号Ｓｇ又はＳｇ2は、以下に
示すような方法で処理されることにより、データレコー
ダのテープ走行速度やワウフラッタの制御に利用でき
る。上記において、ＴＳＳにより検知することができる
のは、主にテープの走行によってＴＳＳのローター１３
が回転されたことによるテープ走行時の移送速度および
ワウフラッタである。

【００５０】しかし、例えばＴＳＳのローター円筒部の
真円度等に誤差が生じていた場合には、ＴＳＳ自体に製
造上の仕上がり誤差が内包される。よって、ＦＧ１８の
出力信号（ＴＳＳ源信号）には、テープ走行系のワウフ
ラッタにＴＳＳ自体のエラー信号成分が内包された形で
出力されてしまう。このような場合には、最後までエラ
ー信号成分が残留し完全にワウフラッタを除去すること
ができないため、キャプスタンレスのテープ記録／再生
装置の精度を向上させることができない。

【００５１】図１０は、ＴＳＳ自体に内包されるワウフ
ラッタを消去する実施の形態を示すものであり、ＴＳＳ
をキャプスタンレステープ記録／再生装置に用いた場合
の再生系のテープ速度及び再生信号制御回路（以下、Ｔ
ＢＣ(Time Base Control)回路という）を示す構成図で
ある。図１０では、カセット３１内のテープＴａにヘッ
ドＨＤおよび上記ＴＳＳ（光学式テープ走行センサー）
が当接されている。モータドライバー３２によってモー
タＭが駆動され、カセット３１内のテープ送りが行なわ
れると、テープＴａの走行に応じてＴＳＳ１１のロータ
ー１３が回転する。ＴＳＳ１１からのＦＧ１８の信号は
直接信号補正部３５に入力されるが、ＰＧ１９は位相検
出部３４を介して信号補正部３５に入力され、このＦＧ
１８とＰＧ１９によりＴＳＳ信号が生成される。信号補
正部３５は波形整形部３６に接続され、この波形整形部
３６からの出力がモータコントローラ３３に接続され、
この信号でモータドライバー３２を制御してモータＭの
回転サーボが行われる。また、波形整形部３６の出力
は、ＰＬＬループの初段となる位相比較器（ＰＣ）３７
にも入力されている。ＰＬＬループは、位相比較器３７
の他にＬＰＦ（ローパスフィルタ）３８、ＶＣＯ（電圧
制御発振器）３９および最終段の分周器４０から構成さ
れており、分周器４０で分周された出力の１つ（１ＫＨ
ｚ）が位相比較器３７に帰還されている。

【００５２】ＶＣＯ３９では、マスタークロック信号
（１８．４３２ＭＨｚ，３４８ｆｓ）（以下、ＭＣＬＫ
１信号という）が生成され、その出力は分周器４０およ
びＡ／Ｄコンバータ４１に入力されている。また、分周
器４０では、ＬＲＣＬＫ１（４８ＫＨｚ，ｆｓ）および
ＳＣＬＫ１（１．５３６ＭＨｚ，３２ｆｓ）が生成さ
れ、Ａ／Ｄコンバータ４１およびメモリーコントローラ
４２に入力されている。一方、ヘッドＨＤの出力は、信
号遅延部４６を介してＡ／Ｄコンバータ４１に接続され
ている。なお、信号遅延部４６には前記信号補正部３５
より信号遅延制御信号（メモリＯＵＴタイミングトリ
ガ）の出力が接続されている。またＡ／Ｄコンバータ４
１には、上記したようにヘッドＨＤの出力信号（以下、
ヘッド再生信号という）と、ＭＣＬＫ１信号、ＬＲＣＬ
Ｋ１およびＳＣＬＫ１等の制御クロックが入力されてい
る。なお、ＭＣＬＫ１信号は、Ａ／Ｄコンバータ４１自
体の動作用のマスタークロック、ＬＲＣＬＫ１はＡ／Ｄ
コンバータ４１においてヘッド出力信号をサンプリング
するための標本化信号、ＳＣＬＫ１はＡ／Ｄコンバータ
４１でＡ／Ｄ変換されたヘッド出力信号のデータビット
長の制御用のクロックであり、標本化信号の３２倍が必
要なため、その周波数は１．５３６ＭＨｚに設定されて
いる。なお、これらの周波数の値は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａコ
ンバータ及びＤＳＰ等のメモリーコントローラの使用に
よるものである。

【００５３】Ａ／Ｄコンバータ４１からの出力は、メモ
リーコントローラ４２に入力される。このメモリーコン
トローラ４２には、ＦＩＦＯ(First In First Out buff
er)（メモリー）４４に接続されており、この間におい
てデータの受け渡しが行なわれ、これらのデータは次段
に設けられたＤ／Ａコンバータ４３に入力される。ま
た、ＴＢＣ回路内には基準クロックを生成する例えば水
晶発振子４５が設けられており、この発振出力は前記メ
モリーコントローラ４２およびＤ／Ａコンバータ４３に
入力されている。そして、このＤ／Ａコンバータ４３の
出力はＬＩＮＥＯＵＴに接続され、このＬＩＮＥＯＵ
Ｔから、例えば音声として出力されたり、またはＴＢＣ
回路の外部に設けられた他のコンピュータにデータを出
力する。

【００５４】上記のように構成されるＴＢＣ回路の制御
方法について説明する。テープ走行を行なうモータＭに
は回転サーボが行なわれ、例えばＴＳＳ１１の出力周波
数が１ＫＨｚとなるように後述するテープ速度の粗制御
が行われる。すなわち、上述したようにテープＴａが走
行されるとＴＳＳ１１のローター１３が回転されてＴＳ
Ｓ１１のＦＧ１８からはエンベローブ信号Ｓｅが出力さ
れるとともにＰＧ１９からもトリガ信号Ｓｔがそれぞれ
出力される。トリガ信号Ｓｔは、位相検出部３４で位相
の検出ならびに認識が行なわれた後に信号補正部３５に
入力され、またエンベローブ信号Ｓｅは直接信号補正部
３５に入力される。信号補正部３５では、上述したよう
にエンベローブ信号Ｓｅとトリガ信号Ｓｔとにより、Ｔ
ＳＳ信号が生成される。なお、ここでＴＳＳ信号から、
テープ走行系のエラー成分とＴＳＳ自体に内包されるエ
ラー成分を消去又は分離している。ＴＳＳ信号は、波形
整形部３６でディジタル信号に変換されてモータコント
ローラ３３に入力される。モータコントローラ３３に
は、図示しないパルスカウンタが設けられており、所定
のパルス数をカウントすることにより、ＰＷＭ制御が行
われる。このＰＷＭ制御信号は、モータドライバー３２
を介してモータＭに帰還されることにより、ＴＳＳ１１
の出力周波数が１ＫＨｚとなるようにテープ速度制御が
行われる。あるいは、メモリーコントローラ４２からの
出力信号をモータコントローラ３３に入力してＰＷＭ制
御を行なうものであってもよい。この場合、コントロー
ルの基準は、メモリーのオーバーフローを目安にした粗
制御である。

【００５５】また、波形整形部３６からの出力であるＴ
ＳＳ信号は、ＰＬＬループの入力部である位相比較器
（ＰＣ）３７に入力される。位相比較器３７では、ＴＳ
Ｓ信号（１ＫＨｚ）と分周器４０の出力信号（１ＫＨ
ｚ）との位相を比較し、その差に応じた比較電圧を発生
する。この出力は、ＬＰＦ３８を通じて必要な周波数成
分のみが抽出され、ＶＣＯ３９に制御電圧として供給さ
れる。ＶＣＯ３９では、位相比較器３７にＴＳＳ信号が
入ると同時にＰＬＬをロック状態、すなわちＴＳＳ信号
の位相と一致させた所定の周波数の信号（ＭＣＬＫ１信
号）を発振させる。そして、ＶＣＯ３９からの出力は分
周器４０で分周され、ＬＲＣＬＫ１、ＳＣＬＫ１などの
制御クロックが生成される。これらＭＣＬＫ１信号、Ｌ
ＲＣＬＫ１、ＳＣＬＫ１に制御クロックは、ＴＳＳ信号
の出力のエラー成分に忠実に追従するように動作され
る。

【００５６】また、上述したようにヘッド再生信号は、
信号遅延手段４６に入力される。この信号遅延手段４６
は、位相認識処理分の信号遅延回路とヘッド再生信号の
時間軸合わせのためのメモリから構成されている。位相
認識処理分の信号遅延は、位相検出部３４において処理
に遅れが生じるため、信号補正部３５からの出力信号に
対し、ヘッド再生信号の方が進むこととなる。これを防
止して同期を合わせるためにヘッド再生信号に遅れさせ
るものである。またヘッド再生信号の時間軸合わせのメ
モリは、例えばＦＩＦＯなどのメモリから構成され、前
記位相認識処理分の信号遅延回路で遅延させたヘッド再
生信号を一担メモリ（ＦＩＦＯ）に格納し、信号補正部
３５から信号遅延制御信号（メモリＯＵＴタイミングト
リガ）を信号補正逐次処理完了時に出力させることによ
り、位相を一致させた状態でメモリから出力される。こ
れにより波形整形部３６からのＴＳＳ信号とヘッド再生
信号との位相を一致したものとなる。すなわち、Ａ／Ｄ
コンバータ４１の入力信号（ヘッド再生信号）とＰＬＬ
ループ初段の位相比較器３７の入力信号（ＴＳＳ信号）
とでは、周波数（１ＫＨｚ）と共に同一のエラー成分を
有するものとすることができる。よって、上述したよう
にＡ／Ｄコンバータ４１の制御クロック（ＭＣＬＫ１信
号、ＬＲＣＬＫ１およびＳＣＬＫ１）とＡ／Ｄコンバー
タ４１の入力信号（ヘッド再生信号）との信号のエラー
成分を一致させることができる。

【００５７】この状態において、上記制御クロックで制
御されたＡ／Ｄコンバータ４１に入力されたヘッド再生
信号はディジタル信号にデータ化される。よって、ヘッ
ド再生信号は、このヘッド再生信号と同一のエラー成分
を持つ制御クロックによってサンプリングされてディジ
タル信号にデータ化される。これにより、再生データ中
のワウフラッター等のエラー成分は除去される。ディジ
タル信号に変換されたヘッド再生信号は、メモリーコン
トローラ４２で制御されてＤ／Ａコンバータ４３に出力
される。ヘッド再生信号のディジタルデータは、メモリ
ーコントローラ４２内に逐次蓄積されるが、このデータ
はＦＩＦＯ４４で順次格納される。一方、メモリーコン
トローラ４２では、分周器４０から出力される上記ＬＲ
ＣＬＫ１およびＳＣＬＫ１の制御クロックに応じてＦＩ
ＦＯ４４からのディジタルデータをＤ／Ａコンバータ４
３に送出する。このときＤ／Ａコンバータでは、水晶発
振子４５のクロック精度（基準クロック）によってアナ
ログ信号に再変換することにより、再生信号は理想時間
軸（水晶発振器）にしたがった再生信号となる。よっ
て、Ｄ／Ａコンバータ４３から出力されたアナログ信号
は、テープドライブ系で発生したエラー信号成分が除去
されたヘッド再生信号とすることができる。

【００５８】また、ＴＳＳ源信号には、上述したように
ローター側およびステーター側の両スリットパターンの
ずれから生じる偏心、パターンの変形、発光素子および
受光素子のずれ、テープ圧接によるローター傾斜、さら
にはローター回転軸に対する円筒部の真円度エラー等に
よるエラー信号成分が重畳されている。特にこの真円度
エラーはＴＳＳ自体に元々内包され、また真円度エラー
以外のエラー成分が全てＦＧの出力変動としてＡＭ変調
の形で検出されるのとは異なり、ＦＧの出力中のＦＭ変
調成分（いわゆるテープスピード変化成分）に加わって
検出される。よって、従来この真円度エラーを０とする
には、回転軸に対する真円度や円筒出しに頼らざるおえ
なかったが、高い部品精度および組立精度が困難である
ことから、従来のテープスピードエラーによる除去方法
ではワウフラッターを０とするこができないものであっ
た。しかし、図１０のＴＢＣ回路における逐次処理で
は、ＴＳＳ１１のＰＧ１９からの出力信号の時間計測を
行うことにより、ＴＳＳの回転周波数を算出し、この周
波数のワウフラッター成分（ゆらぎ）をＴＳＳ源信号か
ら抽出した後、この逆位相波をＴＳＳ源信号の位相に合
わせて加算又は減算すること（時間軸変調）により、Ｔ
ＳＳ源信号からＴＳＳ自体のエラー成分を除去すること
が可能である。

【００５９】また、ＴＳＳ自体に内包されるエラー信号
成分を除去するには、ローター１３から回転ごとに出力
されるエラー成分がほぼ一定であるという特徴を利用す
ることもできる。すなわち、個々のＴＳＳは、基準波に
対し固有のＦＧ変動を有するため、これをデータ化して
ＴＢＣ回路内に設けたＲＯＭメモリに格納し、上記同様
にＴＳＳのＰＧ１９からの出力信号の時間計測を行う。
そして、ＴＳＳの回転周波の算出に基づいて前記データ
の逆位相波を時間軸変調することにより、ワウフラッタ
ーを消去することができる。

【００６０】またＴＳＳ１１は、ロット単位で同一のエ
ラー成分を持つＴＳＳ１１が生産されるという特徴があ
る。よって、例えば図１１に示すような手段を用いるこ
とにより、ＴＳＳ１１のエラー成分を近似的に除去する
ことができる。図１１は、図１０に示したＴＢＣの一部
の他の構成を示す図である。ＴＢＣ回路内には、ロット
単位ごとに測定したＴＳＳ１１のエラー成分の代表的デ
ータ、または近似データなどが記憶されたＲＯＭメモリ
４９が設けられている。変調手段４８には、ＲＯＭメモ
リ４９からのＴＳＳ１１のエラー成分信号のデータとＰ
Ｇ１９からのトリガ信号が時間軸計測手段４７を介して
変調手段に接続されており、トリガ信号によりＲＯＭメ
モリ４９から出力されたデータの同期が合わせられ、時
間軸変調信号が生成される。一方、ＦＧ１８で検出され
たＴＳＳ信号は、信号補正部３５に入力され、前記変調
手段４８で時間軸変調された信号に基づいて補正される
ことにより、上記同様にＴＳＳ１１のエラー成分を近似
的に除去することができる。

【００６１】また、図１０に示したＴＢＣ回路では、Ｐ
Ｇ１８の出力を測定または検出しながら逐次認識処理し
てヘッド再生信号の補正を行なうものであるのに対し、
図１１に示すものでは予めＲＯＭメモリ４９に記憶して
おいたデータに基づいて信号の補正を行なうものであ
る。以上のような逐次処理をすることにより、時間軸の
ずれが生じなくなり、信号補正処理に要する時間が短縮
されるため、図１０において使用していた信号遅延部４
６を不要とすることが可能となる。

【００６２】また上記においては、ＲＯＭメモリ４９に
記憶される内容は、例えばテープ走行の初動時における
ＴＳＳ信号を複数回検出し、これを平均化したものであ
ってもよく、より正確にＴＳＳ１１のエラー成分を除去
することが可能となる。これにより、あらゆる状況下で
ＴＳＳ信号に内包されるエラー信号を除去すること、す
なわちイニシャライズ（キャリブレーション）ができる
ため、ＴＳＳ信号の信頼性を向上させることが可能とな
る。

【００６３】よって、精度の高い回転速度や位相を検出
することのできるテープ走行センサーを提供することが
できる。また、構造的な各部材の仕上がり精度や組み立
て精度等を考慮せずに製造コストを抑えた安価なテープ
走行センサーを提供するためには、以下に示す方法が有
効である。

【００６４】図１２は、ＴＳＳ信号をパルス信号に変換
する場合のタイムチャートであり、（Ａ）はＴＳＳ信
号、（Ｂ）は通常の波形整形、（Ｃ）は逓倍による波形
整形、（Ｄ）は擬似逓倍による波形整形をそれぞれ示し
ている。上述したように、位相比較器３７において比較
されるＴＳＳ信号と分周器４０からの帰還信号とは互い
に１ＫＨｚであり、その差に応じた比較電圧が出力され
て電圧制御発振器３９に加えられフェーズロックに追い
込まれる。この際、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示される
ようにＴＳＳ信号を波形整形するには、通常はＴＳＳ信
号の１周期ｔごとに信号の最も検知しやすい部分（この
例では、信号の立ち上り）を基準に行なわれ、パルス信
号の周期は２ｔに設定される。

【００６５】しかし、このような低い周波数（比較周波
数）では、カセット３１内のテープスピードの変化に対
応できないため、最終的にワウフラッターの低減能力に
限界が生じ、高品位機に搭載することは難しい。そこ
で、例えば図１２（Ｃ）に示すように、ＴＳＳ信号の立
ち下がり時ｔ1をも基準とすることにより、パルス信号
を逓倍化することにより、ＰＬＬループ内の帰還信号の
周波数を高めることができる。また、ＴＳＳ信号の位相
に合わせてパルス信号が形成されることから、より忠実
にＴＳＳ信号に追従したパルス信号に変換されるため、
走行する記録テープのエラー信号に対する追従度を高め
た各制御クロックをＰＬＬループから出力させることが
可能となり、ワウフラッターの低減能力を向上させるこ
とができる。

【００６６】また、本来ＴＳＳ信号を正確に逓倍化する
ためには、ＴＳＳから正確なＴＳＳ信号が発生されるこ
と、すなわちＴＳＳそのものを高精度に形成する必要が
あるため、その製造コストが高くなる。そこで、例えば
ＴＳＳ信号の波形整形は図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示さ
れる従来の方法で行なう一方、図１２（Ｄ）に示すよう
にＴＳＳ信号の最初の立ち上がりから次の立ち上りまで
の時間ｔを計測し、その時間を強制的に例えば２分割
（擬似的に均等分割）ｔ／２としてパルス信号を逓倍化
すれば上記同様にワウフラッターの低減能力を向上させ
ることができる。すなわち、ＴＳＳの製造コストを抑え
つつ、波形整形部からの出力信号を逓倍化することでＴ
ＢＣ回路の処理能力を向上され、最終的にはカセット３
１における再生精度を優れたものとすることができる。

【００６７】よって、例えば従来記録テープＴａ上に記
録された曲と曲との間を高速サーチして探し出す、いわ
ゆるブランクサーチを行なうための時間間隔（従来は約
４秒程度）をブランクサーチの認識率を低下させずに短
縮させることが可能である。上記のようにテープ走行セ
ンサーにＴＢＣ回路を組み合わせ、上述したような制御
方法を使用することにより、構造的な各部材の仕上がり
精度や組み立て精度等を考慮しなくとも製造コストを抑
えた安価なテープ走行センサーを提供することが可能と
なる。なお、上記カセット３１に設けられている再生ヘ
ッドＨＤの代わりに記録ヘッドを用い、Ａ／Ｄコンバー
タ４１とＤ／Ａコンバータ４３とを入れ換えることによ
り、キャプスタンレステープ記録装置を制御する回路
（ＴＢＭ(Time Base Modulation)）を構成することが可
能であり、この場合も上記同様に制御することができ
る。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、ＦＧを介
して取得したスリット部のエンベローブ信号の正確な周
期を検出することができるとともに、電気的な処理を施
すことによりエンベローブ信号中のエラー成分を除去す
ることが可能となる。

【００６９】よって、このテープ走行センサー（ＴＳ
Ｓ）でキャプスタンレステープ再生装置のテープ走行速
度を制御することが可能であり、またこの場合に記録系
の制御回路と併用することにより、再生信号からメカ的
エラーを全て除去することができ、ワウフラッターその
他を理論的に０とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるテープ走行センサー（ＴＳＳ）
の分解斜視図、

【図２】図１の軸Ｏにおける断面図、

【図３】（Ａ）はスリットの通過領域（遮断領域）どう
しの重なりを示す平面図，（Ｂ）はその断面図、

【図４】（Ａ）はローターの端面の一形態示す斜視図，
（Ｂ）はその断面図、

【図５】（Ａ）は他のローターの端面の形態を示す斜視
図，（Ｂ）はその断面図、

【図６】ローターの反射面に不通過帯を形成した一形態
を示す斜視図、

【図７】通過帯とスリットとを示すローターの側面の拡
大図、

【図８】（Ａ）はエンベローブ信号、（Ｂ）はトリガパ
ルス信号、（Ｃ）は（Ａ）と（Ｂ）との合成信号（ＴＳ
Ｓ信号）をそれぞれ示す概略波形図、

【図９】本発明の他の形態を示し、（Ａ）はエンベロー
ブ信号、（Ｂ）はトリガ信号、（Ｃ）は合成後のＴＳＳ
信号をそれぞれ示す概略波形図、

【図１０】本発明におけるＴＳＳを用いた再生系のテー
プ速度制御回路（ＴＢＣ）、

【図１１】図１０に示したＴＢＣの一部を他の構成とし
た図、

【図１２】ＴＳＳ信号からパルス信号を生成する波形形
成を示し、（Ａ）はＴＳＳ信号、（Ｂ）は通常方法によ
る波形形成、（Ｃ）は逓倍による波形形成、（Ｄ）は擬
似逓倍による波形形成を示す図、

【図１３】従来のロータリーエンコーダを示す図、

【符号の説明】

１１光学式走行センサー（ＴＳＳ）１２支持体１３ローター１３ｃスリット１３ｄ反射面１３ｅ，１３ｆ通過帯１３ｇ不通過帯１４ステーター１４ｂスリット１５ステーター軸受部材１６回転軸１７発光素子１８受光素子（ＦＧ）１９受光素子（ＰＧ）２０第１の反射曲面２１軸受部材２２第２の反射曲面２３ばね受部材２４ばね部材３２モータドライバー３３モータコントローラ３４位相検出部３５信号補正部３６波形整形部３７位相比較器３８ローパスフィルタ（ＬＰＦ）３９電圧制御発振器（ＶＣＯ）４０分周器４１，５１Ａ／Ｄコンバータ４２メモリーコントローラ４３，５３Ｄ／Ａコンバータ４４ＦＩＦＯ（先入れ先出しメモリー）４５水晶発振子４６，５６信号遅延部Ｓスリット部ｔ周期Ｏ軸Ｓｅエンベローブ信号Ｓｔ，Ｓｔ2 トリガ信号Ｓｇ，Ｓｇ2 ＴＳＳ信号（エンベローブ信号とトリガ
信号との合成信号）ＴａテープＴＢＣ再生系のＴＳＳ制御回路Ｍモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面が走行するテープに当接し且つ透
光性の円筒部を有するローターと、このローターを回転
自在に支持する支持体と、前記ローター内に光を入射さ
せる発光素子と、ローターの端面およびこの端面に対向
する支持体の双方に円周方向に沿って所定ピッチで周設
されたスリットと、前記発光素子から前記ローター内を
透過し且つ前記スリットを通過した光を受光する回転速
度検出用の第１の受光素子とを有し、前記ローターに
は、前記発光素子から発せられた光を、ローターの外周
面から外側へ部分的に透過させる部分的な通過帯、また
はローター外周面から外側へ透過する光を部分的に遮蔽
する不通過帯が形成されており、ローターの外周部に
は、前記通過帯を通過した光を検出しまたは前記不通過
帯による光の遮蔽を検出する回転位相検出用の第２の受
光素子が設けられていることを特徴とするテープ走行セ
ンサー。
【請求項２】前記発光素子から照射された光をロータ
ーの回転中心側から放射状に反射させてローターの前記
円筒部へ送る反射部が設けられ、ローターには、前記放
射状に反射された光を前記円筒部から前記スリット方向
へ反射させる反射面が周状に形成されており、前記ロー
ターに形成された周状の反射面の一部が非反射形状とさ
れて、この非反射形状の部分が前記通過帯とされている
請求項１記載のテープ走行センサー。
【請求項３】前記発光素子から照射された光をロータ
ーの回転中心側から放射状に反射させてローターの前記
円筒部へ送る反射部が設けられ、ローターには、前記放
射状に反射された光を前記円筒部から前記スリット方向
へ反射させ且つ光の一部を透過させる反射面が周状に形
成されており、ローターには、前記周状に形成された反
射面を透過して外周方向へ出射する光を部分的に遮蔽す
る遮蔽部が形成されて、この遮蔽部が前記不通過帯とさ
れている請求項１記載のテープ走行センサー。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載のテ
ープ走行センサーを制御する回路であって、前記テープ
走行センサーからの出力を帰還させることによりテープ
の回転を制御するモータのサーボ系と、前記テープ走行
センサーの出力から制御クロックを生成するＰＬＬルー
プと、ヘッドからの再生信号を遅延させる信号遅延部
と、この信号遅延部からのヘッド出力信号を前記制御ク
ロックを用いてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、こ
のＡ／Ｄ変換されたディジタル信号を制御するメモリコ
ントローラと、前記ディジタル信号を蓄積するメモリー
と、前記メモリコントローラにより前記ディジタル信号
をアナログ信号に再変換するＤ／Ａコンバータと、前記
メモリコントローラおよび前記Ｄ／Ａコンバータとを制
御する基準クロックと、が設けられていることを特徴と
するテープ走行センサーを用いた制御回路。
【請求項５】請求項１ないし３のいずれかに記載のテ
ープ走行センサーを制御する方法であって、第２の受光
素子で検出したトリガ信号に基づいてテープ走行センサ
ーの回転周期を算出する手段と、この回転周波数に基づ
いて第１の受光素子で検出される源信号からテープ走行
センサーに内包するエラー信号を抽出する手段を備え、
前記源信号を前記エラー信号の逆位相に同期させつつ時
間軸変調することにより、前記源信号からエラー信号を
消去する請求項４記載の制御回路を用いたテープ走行セ
ンサーの制御方法。
【請求項６】請求項１ないし３のいずれかに記載のテ
ープ走行センサーを制御する方法であって、テープ走行
センサーの基準波に対する個々のエラー信号をデータ化
してＲＯＭメモリに格納するとともに、第２の受光素子
から出力されるトリガ信号の時間軸に基づいて前記デー
タの逆位相波を時間軸変調することにより、テープ走行
センサーから出力される源信号からエラー信号を消去す
る請求項４記載の制御回路を用いたテープ走行センサー
の制御方法。
【請求項７】請求項６記載の制御方法において、ＲＯ
Ｍメモリに格納されているエラー成分のデータが、テー
プ走行センサーの生産ロットごとの代表データ又は近似
データを用いるテープ走行センサーの制御方法。
【請求項８】テープ走行センサーと、このテープ走行
センサーからの出力を帰還させることによりテープの回
転を制御するモータのサーボ系と、前記テープ走行セン
サーの出力から制御クロックを生成するＰＬＬループ
と、ヘッドからの再生信号を遅延させる信号遅延部と、
この信号遅延部からのヘッド出力信号を前記制御クロッ
クを用いてＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータと、このＡ
／Ｄ変換されたディジタル信号を制御するメモリコント
ローラと、前記ディジタル信号を蓄積するメモリーと、
前記メモリコントローラにより前記ディジタル信号をア
ナログ信号に再変換するＤ／Ａコンバータと、前記メモ
リコントローラおよび前記Ｄ／Ａコンバータとを制御す
る基準クロックとから成り、前記テープ走行センサーか
らの出力信号を逓倍化した後に前記ＰＬＬループから前
記制御クロックが生成されることを特徴とするテープ走
行センサーの制御回路。
【請求項９】ＰＬＬループで生成された制御クロック
がテープの速度変化に応じて時間軸変調されるものであ
って、ヘッドからの再生信号が前記制御クロックによっ
てＡ／Ｄ変換された後に基準クロックによってアナログ
信号へ再変換される際に、前記Ａ／Ｄ変換後の再生信号
がテープが走行する際に生じるエラー成分に合わせて時
間軸変調される請求項８記載の制御回路を用いたテープ
走行センサーの制御方法。