JPS58100201A - テ−プ走査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はテープ走査方式、とくに画像信号を磁気テープ
などに記録し再生する画像信号記録に使用するテープ走
査方式に関する。

従来、テレビジョン信号などのラスク走査方式の画像信
号を磁気テープに記録する画像信号記録装置には、垂直
トラック走査方式、斜めトラック走査方式および円弧ト
ラック走査方式々どかある。これらの走査方式はそれぞ
れ長所および短所を備えているが、家庭用ビデオ信号記
録装置、す々わちいわゆる「ホームビデオ」では斜めト
ラック走査方式の１つであるヘリカル走査方式が非常に
多く用いられている。これは、ヘリカル走査方式では、
テープ上のトラックパターンがテープの長手方向に対し
である角度（ビデオトラック角度）をなした直線となり
、記録長が長く、かつ角度によって長さを任意にとれ、
テープに対するヘッドの接触状態も良好であるためであ
る。

しかしヘリカル走査方式は磁気ヘッドのシリンダにテー
プを斜めに密着させて走行させるので、この走行を安定
に保つにはヘッド機構およびテープ走行機構をかなり高
い精度で調整しなければならない。カセットテープを使
用する場合、本来、供給リールの出口および巻取リール
の入口におけるテープ走行姿勢は、カセットの主面に平
行な基準面に対してテープの高さが等しく、走行方向が
平行であり、テープの幅方向が垂直であることが、テー
プの安定走行上望ましい。そのためたとえばＶＨ８方式
ではいわゆるＭローディングを採用している。その基本
走行系は、磁気ヘッドシリンダをテープに対して所定の
角度傾斜させ、その後方に１対の傾斜ポストを配設し、
これにテープを所定の角度で巻き付けるだめの１対の垂
直ポストを設けるなどの複雑な構成をとっている。しか
も、基準面に対して斜めに配設されたシリンダに傾斜ポ
ストによってテープを密着させ、かつ基準面からの高さ
がミクロン以下の許容誤差で同じに保たれるように走行
させるためには、このテープ走行系に含まれる各要素の
製造および機械的調整を非常に高精度で行なわなければ
ならない。まだ、１つのカセットテープで長時間録画を
行なうためにはテープ厚をたとえば２０μｍ以下に薄く
しなければならない。このよう々薄いテープはペー（５
） ス°材の強度が不足するので、テープ走行に起因してガ
イドポストの軸方向に生ずる力に耐えられなくなシ、ガ
イドポストのシリンダにテープがせり上ることがしばし
ばある。したがって薄いテープを使用する場合はど、テ
ープ走行系の機械的精度は高くなければならない。

しだがって本発明は、このような従来技術の欠点を解消
し、複雑な機構や高い機械的精度を必要とする箇所を多
くしないでテープを安定に走行させることのできるテー
プ走査方法および装置を提供することを目的とする。

この目的は次のような本発明によるテープ走査方法によ
って達成される。すなわちこの方法では、中心軸が基準
方向に対して所定の角度で傾斜している円の円周上を走
査ヘッドが走行し、との円の円周上の１点を含み基準方
向に平行な方向の線分を母線としてこの１点が円周上を
移動するにつれ描く楕円柱の楕円柱面に沿って、長手方
向が基準方向と垂直に、かつ幅方向が基準方向と平行に
なるようにテープを走行させ、（ｔ、） この円の半径のうち基準方向に垂直な１つの半径の両側
に等しい角度でこの円を含む平面において円の中心を中
心として展開した扇形に含まれるその円の円弧の上を走
査ヘッドが走行する間、走査ヘッドがテープを走査する
。

このテープ走査方法は次のような本発明によるテープ走
査装置によって実現される。すなわちこの装置は、基準
方向に対して所定の角度だけ傾斜した回転軸を中心とし
て回転駆動される円形回転体と、円形回転体の周縁に互
いに等間隔に支持された少なくとも３個の走査ヘッドと
、円形回転体の円周上の１点を含み基準方向に平行な方
向の線分を母線としてとの１点が円周上を移動するにつ
れ描く楕円柱の楕円柱面に沿って、長手方向が基準方向
と垂直に、かつ幅方向が基準方向と平行になるようにテ
ープを誘導して走行させるテープ誘導手段とを含み、テ
ープ誘導手段は、円形回転体の半径のうちの基準方向に
垂直な１つの半径の両側に、互いに隣接する２つの走査
ヘッドが回転軸に対してなす中心角の半分に等しい角度
で展開した扇形の領域を、１つの走査ヘッドが通過する
間、この走査ヘッドがテープを走査するようになされて
いる。

このような本発明によるテープ走査方式は、テープを楕
円柱面に沿って走行させることから「エリブチカル走査
方式」と称するものとする。

以下の詳細な説明から明らかになるが、本方式は斜めト
ラック走査方式の一種であり、テープ上のトラックパタ
ーンが近似的に正弦曲線の一部分をなす。また、円形回
転体すなわち円形ディスクに配置するヘッドの数が多い
ほどこの近似的正弦曲線の直線に近い部分を利用するこ
とができる。勿論、アジマス記録方式をとることが可能
であシ、ヘッド数が多く近似的正弦曲線の直線近似部分
のトラックのみを利用すればＨ（水平走査線）アライメ
ントも可能である。

まず第１図を参照して本発明によるテープ走査方式の原
理を説明する。線１００は点Ｏを中心とする真円である
。この円１００は中心Ｏにおける法線ＯＮが基準方向、
たとえば同図の上下方向と平行な線分ＯＭに対して角度
αをなすように傾斜している。円１００の円周上の１点
Ｃがその円周上を移動するときに、点Ｃを通って基準方
向、すなわち線分ＯＭと平行な方向に伸びる線分ＤＥが
描く軌跡は、図示のように線分ＤＥを母線とする楕円柱
１０２となる。同図は斜視図であるので、線１０２は真
円柱であるかのように見えるが、線分ＯＭを中心軸に含
み、線分ＥＭを短径とし、線分ＯＡを長径とする楕円柱
である。図示のように線分Ｅｌ上に点Ｎがあるとすれば
、円１００は同図における左の方向に角度αだけ傾斜し
ていることになる。換言すれば円１００は、楕円１０４
の長径に対応する線分ＯＡを軸として基準面すなわち楕
円１０４を含む面に対して左に角度αだけ傾斜している
ことになる。したがって点Ｅの軌跡である楕円１０４は
長径をａ１短径をｂとすると、ａ＝Ｏｃ＝ＯＡ ｂ　＝　ＥＭ　＝　ＯＣｃｏｓα＝ａＣＱＳα　　　（
１）となる。

（９） 本発明によれば、円１００の円周上を角度方向に等間隔
に配置されたｎ個の走査ヘッド、たとえば磁気ヘッドが
走行する。したがって各ヘッド間の間隔角度２φ（−／
ＰＯＰ′）は２φ＝　□ である。そこで有効幅Ｗをもった磁気テープなどのテー
プ１０６は、図示のように円１００の中心０から少なく
とも角度２φを見込むように円周上の点Ｐおよびｙにわ
たって楕円柱１０２の周面すなわち楕円柱面１０８の一
部に当接している。その際チー７６１０６は、その長手
方向が基準面、たとえば楕円１０４を含む面と平行にな
るように、すなわち第１図の左右方向に平行になるよう
にする。そして、楕円１０４の長径に対応する線分ＯＡ
が角２φ＝　ｌ　ＰＯＰ’を２等分するようにテープ１
０６は楕円柱面１０８の一部に当接している。

タトエば、テレビジョン信号などのラスク走査方式の画
像信号を磁気テープに記録する磁黴（１０） テープ画像記録方式を例にとると、磁気テープ１０６の
有効幅Ｗの間のトラックＰ　Ｐ’には１フイールドに含
まれる複数本の水平走査線が記録される。たとえば円周
１００上に４個の磁気ヘッドが配置されれば２φ−π／
２である。

第２図は本発明によるテープ走査方式をビデオテープレ
コーダの回転磁気ヘッド装置に適用した実施例を示す斜
視図である。本装置は、基準面、たとえば第１図の楕円
１０４を含む面に対して角度αだけ傾けて配設された回
転ディスク２００を有し、ディスク２００は第１図の円
１００に対応し、その中心にある回転軸２０２に結合さ
れたモータ（図示せず）によって矢印２０４の方向に回
転駆動される。したがって回転軸２０２は第１図の線分
ＯＮを含み、傾斜角αの大きさはたとえば５°ないし６
°のオーダである。ディスク２００は図示のように平た
い円筒状をなし、その側面す々わち円筒面２０６には、
たとえば９０°間隔に磁気ヘッド２０８が合計４個配置
されている。

ディスク２００の側面２０６の一部分には、第２図に示
すように、テープガイド２１０Ａおよび２１０Ｂが設け
られ、これは、たとえば基準面と平行に配設された基台
（図示せず）に固定されている。この基台はたとえばテ
ープカセットの主面と平行でよい。楕円柱面（以下、「
シリンダ」と称する。）　２１０Ａおよび２１０Ｂは図
示のように曲面を表し、これは第１図に示す楕円柱１０
２の楕円柱面１０８に完全に含まれ、その一部を形成し
ている。シリンダ２１０Ａと２１０Ｂとの間には実質的
に一定の幅の空隙２１２が形成され、この空隙２１２か
らディスク２００の円筒面２０６の一部が露出するよう
になっている。

第１図の点Ｐ′およびＰに対応する第２図の位置にはそ
れぞれガイドポスト２１４および２１６が設けられ、と
れはディスク２００の中心の方向にバネ（図示せず）な
どによって付勢されてシリンダ２１０Ａおよび２１０Ｂ
に当接できるようになっている。ガイドポスト２１４お
よび２１６はシリンダ２１０Ａおよび２１０Ｂと独立に
設定され、す々わちこれに接触していなくてもよい。シ
リンダ２１０Ａおよび２１０Ｂの中心線とガイドポスト
２１４および２１６の中心線が平行であればよい。しだ
がって、一点鎖線１０６で示した磁気テープは、ガイド
ポスト２１４とシリンダ２１０Ａおよび２１０Ｂの間を
通ってシリンダ２１０Ａおよび２１０Ｂの上を摺動し、
ガイドポスト２１６とシリンダ２１０Ａおよび２１０Ｂ
の間から矢印２１８の方向へ走行する。チーニア’１０
６の高さ、すなわち第２図の上下方向の位置はガイドポ
スト２１４および２１６のフラツジ２２０および２２２
で制限される。磁気ヘッド２０８は、ディスク２００が
矢印２０４の方向に回転するにつれ、弧Ｐ’Ｐに対応す
るトラックを記録する。テープ１０６がテープ駆動機構
（図示せず）によって矢印２１８の方向に走行するに従
って、テープ１０６の上にはこのようなトラックＰ’　
Ｐが複数（１３） 本順次記録される。

次に、テープ１０６に描かれるトラックＰ’Ｐについて
若干の解析を試る。第１図の点Ｏを原点とし、原点Ｏを
含み楕円１０４に平行な面をｘｙ平而面し、これに垂直
々、すなわち第１図における上下方向を２軸とするｘｙ
ｚ座標において、円１００および楕円１０４を示したの
が第３Ａ図〜第３Ｃ図である。これらの図において、円
１００のｘｙ平面上の写影である楕円１０４がｙ軸およ
びｙ軸と交差する点をそれぞれＡおよびＢとし、円１０
００円周上の点Ｐのｘｙ平面上の写影である点Ｑからｙ
軸へおろした垂線がｙ軸と交わる点をＲとする。また、
楕円１０４の長径ａ（＝ＯＡ）すなわち円１００の半径
を半径とするｘｙ平面上の円３００と線分ＲＱの延長と
の交点をＴとする。そこでＺＰＲＱ＝α ＺＰＯＡ二φ であシ、また ／ＴＯＡ−０（離心角） （１４） とすると、楕円１０４は ｘ　＝　ａ弼θ　　　　　　　　　（２）ｙ　＝　ｂｓ
ｆｎθ　　　　　　　　　（３）その離心率１（は で表わされる。Ｐの高さ、すなわちＰＱはｚ−ｙ−α ＝ａｋｓｉｎθ　　　　　　　　（５）となる。このよ
うにＰの高さは離心角θに対して正弦曲線になる。通常
、角度αは非常に小さく（たとえは５°）、楕円１０４
はきわめて真円に近いときには磁気テープ１０６に描か
れるトラックＰ’Ｐは近似的に正弦曲線になる。式（５
）で示される正弦曲線は、θが小さい値のとき、すなわ
ち約７ｃ／６（−３ｏ°）以下の場合は直線ｙ　”’　
ａｋθ＝ａ（ｓｉｎα）θ で近似され、前述のように一般にαも０に近い小さい値
（たとえば５°）であるので、直線ｙ　＝　ａαθ で近似される。

換言すれば、θが３０’以下に相当する部分のトラック
は近似的に直線とみなせるので、その部分のトラックだ
けを使用するにはディスク２００に均等間隔で６個以上
の磁気ヘッド２０８を配置すればよい。

テープ１０６におけるトラックのパターン、す々わち、
前述の式（５）で近似されるパターンは第４図に曲線４
００で示すような形になる。第４図では楕円１０４の弧
の長さＡ　Ｑ　＝　ｓを横軸にとりＳの関数としてＰ　
Ｑ　＝　ｚが示され、テープ１０６の走行中、以前に記
録された前のトラ分は楕円積分として求められる。αが
小さい時は楕円は円に近くなり、Ｓ−ａθとなって前述
のごとくテープ上のパターンは正弦曲線に近似できる。

テープ１０６においてトラック４００からトラック４０
２までの角度（の方向の距離すなわちピッチをｐとし、
トラックの幅、す々わち磁気ヘッド２０８の磁気テープ
に対する運動方向（トラックパターンの接線方向）に垂
直な方向の隣接トラック間距離をｄとする。隣接トラッ
クの重なり率ξは で定義される。ただし、ｄｏはｓ　＝　Ｑにおける隣接
トラック間距離である。ピッチｐの方向に対してトラッ
クの接線方向の外す角度をηとすると近似的に、 ｄ＝ｐ地η であり、点Ａ（第４図の原点０）においてはη＝αであ
るから、トラック上の任意の点における重なり率ξは ｐ　ｓｉｎα 一］、　　ｃｏｓθ　　　　　　　　　（７）ただしＯ
≦θ≦π／２，０≦η〈α〈π／２　となる。式（７）
よりＯ＝π／２ではξ−１とカリ、隣接トラックが完全
に重々ってしまうので、ヘッド数２は実際的でない。し
たがってξが１より小さいためにはヘッド数は３以上で
ある必要があり、アヅマス記録を考慮すると４ヘッド以
上の偶数のヘッド数が好ましい。たとえばディスク２０
０のヘッド数を４としてθ＝π／４までのトラックを使
用するとすると、ξ−〇、２９、す々わちθ＝４５°の
トラック端部では約３０係隣接トラツクと重なることに
なる。ヘッド数６ではξ＝０１３となる。したがって、
トラックを直線に近づけ、隣接トラックとの重なりを減
らすには、ヘッド数が多い方が有利である。なお、式（
７）で表わされるトラック上なり率はいわゆる円弧トラ
ック走査方式のそれと同じである。

次に磁気ヘッド２０８のヘッド面が磁気テープ１０６に
対して接触するときの接触角すなわちチルトについて考
察する。第２図かられかるように、ディスク２００の側
面２０６は、回転軸２０２が基準方向すなわちＺ軸に対
しである角度αだけ傾いているため、テープ１０６の記
録面に常に平行に接触する。すなわち常に全面が接触す
るとは限らない。第５図において、磁気チー７’１０６
の面ＰＱに対して磁気ヘッド２０８のヘッド面が接触角
ψだけ傾いているとする。このとき ／ＰＯＱ−ψ であシ、ψは、θ−０におけるψ−０から、θ＝π／２
におけるψ＝αまで変化する。第５図よりＰ　Ｑ　＝　
ｚは ｚ：ｌ：ｌｌｓ石ψ であるから、とれと式（４）および（５）よりｓｉｎψ
＝　ｓｉｎαｓｉｎθ　　　　　　（８）であることが
わかる。一般にαおよびψは０に近い値をとるから、式
（８）は ψ≠α癲θ　　　　　　　　（９） で近似される。これから、傾向角ψを小さくするには１
デイスク２００の傾きαを小さくし、ヘッド数を多くし
て、すなわちヘッド２０８がテープ１０６と接触するこ
とができる回転角θを小さくすることが望ましいことが
わかる。式（９）によれば、たとえばヘッド数４、すな
わちθ＝φ（４５°）でα＝５°の場合、ψ＝３．５°
　である。これは、回転ディスク２００に磁気ヘッド２
０８を４個等間隔に配置した場合、接触角ψは、たかだ
か３．５°、すなわちｏｏないし３．５゜の間の値をと
ることを意味する。たとえばヘッド面の高さｈ（第５図
）を２０μｍとすれば、ヘッド面がテープ面ＰＱと最も
離れる「ずれ」δ（第５図）は、 δ＝　ｈ　ｓｉｎψ ”２０Ｘｓｉｎ３．５°＝１．２μｍ となる。この程度の大きさのずれは、テープ１０６の可
撓性または柔軟性と、ヘッド２０８のヘッド面をディス
ク２００の円筒の母線の方向すなわち回転軸２０２と平
行な方向について曲面としたり、ヘッド面の向きを可変
とすることによって補償することができる。

本発明によるテープ走査方式は、以上のように構成した
ことによシ、テープが走行方向と垂直な方向に段差を生
ずることなく走行するので非常に安定してテープを走行
させることができる。したがって本発明によるテープ走
査装置はテープ走行機構やヘッド機構に対してヘリカル
走査方式におけるほど厳格な機械的精度を要求されない
。とくにカセットテープ方式の場合、テープはカセット
の主面すなわち基準面に対して常に同じ高さで走行する
ので、テープに走行方向以外の無理な力が加わるととな
くテープが自然な状態で走行する。また従来のＭロープ
イア３’やＵロープ′イングに比較して、カセットから
のテープの引出し量が少ない々どの特徴がある。さらに
、カセットの構造によっては、オーディオカセットのよ
うにテ□−プを引き出さなくてもよい。

本発明によるテープ走査方式をラスク走査方式の画像信
号の磁気記録について説明したが、本発明はこれに限定
されず、たとえば、磁気ヘッドの代シに、レーザヘッド
、または発光ダイオードと光検出素子とからなるヘッド
を用いた（２１） 光記録に適用することもできる。まだ、アナログ画像信
号に限らず、ディジタルなデータ信号または衛星通信の
伝送信号の記録再生に適用するとともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるテープ走査方式の原理を説明する
ための説明図、 第２図は本発明によるテープ走査装置の実施例を示す斜
視図、 第３Ａ図、第３Ｂ図、第３Ｃ図、第４図および第５図は
本発明のさらに詳細な説明に使用する説明図である。 主要部分の符号の説明 １００・・・円、１０２・・・楕円柱、１０４・・・楕
円、１０６・・・テープ、１０８・・・楕円柱面、２０
０・・・回転ディスク、２０８・・・磁気ヘッド、２１
０Ａ。 ２１０Ｂ・・・シリンダ、２１４，２１６・・・ガイド
ポスト。 （２２） 第３Ａ図 第３Ｃ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　中心軸が基準方向に対して所定の角度で傾斜して
   いる円の円周上を走査ヘッドが走行し、核内の円周上の
   １点を含み前記基準方向に平行外方向の線分を母線とし
   て該１点が該円周上を移動するにつれ描く楕円柱の楕円
   柱面に沿って、長手方向が前記基準方向と垂直に、かつ
   幅方向が該基準方向と平行になるようにテープを走行さ
   せ、前記円の半径のうち前記基準方向に垂直な１つの半
   径の両側に等しい角度で核内を含む平面において核内の
   中心を中心として展開した扇形に含まれる核内の円弧の
   上を前記走査ヘッドが走行する間、該走査ヘッドが前記
   テープを走査するととを特徴とするテープ走査方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載のテープ走査方法におい
   て、前記走査ヘッドは磁気ヘッドであり、前記テープは
   磁気記録媒体を含み、該磁気記録媒体にはラスク走査方
   式の画像信号が記録されることを特徴とするテープ走査
   方法。 ３、基準方向に対して所定の角度だけ傾斜した回転軸を
   中心として回転駆動される円形回転体と、 該円形回転体の周縁に互いに等間隔に支持された少なく
   とも３個の走査ヘッドと、 前記円形回転体の円周上の１点を含み前記基準方向に平
   行な方向の線分を母線として該１点が該円周上を移動す
   るにつれ描く楕円柱の楕円柱面に沿って、長手方向が前
   記基準方向と垂直に、かつ幅方向が該基準方向と平行に
   なるようにテープを誘導して走行させるテープ誘導手段
   とを含み、 該テープ誘導手段は、前記円形回転体の半径のうち前記
   基準方向に垂直な１つの半径の両側に、前記走査ヘッド
   のうちの互いに隣接する２つの走査ヘッドが前記回転軸
   に対してなす中心角の半分に等しい角度で展開した扇形
   の領域を、前記走査ヘッドのうちの１つの走査ヘッドが
   通過する間、該１つの走査ヘッドが前記テープを走査す
   るように表されていることを特徴とするテープ走査装置
   。 ４、特許請求の範囲第３項記載のテープ走査装置におい
   て、前記テープ誘導手段は、前記楕円柱面の一部をなす
   テープガイドと、前記扇形の領域の間、該テープガイド
   にテープを接触させておくガイドポストとを含むことを
   特徴とするテープ走査装置。 ５、特許請求の範囲第３項または第４項記載のテープ走
   査装置において、前記走査ヘッドは磁気ヘッドを含み、
   前記テープは磁気記録媒体を含み、該磁気記録媒体には
   ラスク走査方式の画像信号が記録されることを特徴とす
   るテープ走査装置。