JPS6326722Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、例えばビデオテープレコーダ（以
下VTRという）において、回転ヘツドの位置検
出などに用いる回転位置検出装置の改良に関す
る。

第１図は、VTRの回転ヘツドに用いられた回
転位置検出装置を示す。図において、１は回転ド
ラムであり、磁気ヘツド２，３が、回転ロータ４
の回転軸５対象位置に設けられている。回転ドラ
ム１と回転ロータ４とはステータドラム６を介し
て回転軸５に支持されて、図示しない駆動源から
の回転駆動力によつて回転する。回転ドラム１が
回転すると、回転ドラム１に対し所定の角度で当
接して少なくとも180゜巻回される磁気テープ（図
示しない）を磁気ヘツド２および３が交互にヘリ
カルスキヤンし、磁気テープに画像信号を記録・
再生する。この場合、磁気ヘツド２，３の交互切
換のための位置検出信号を得るため回転ロータ４
外周部の回転軸５軸対象位置にマグネツト７，８
が埋設されている。一方、このマグネツト７，８
に対向する固定側には検知コイル９が設けられて
いる。このマグネツト７，８は検知コイル９対向
側にそれぞれＮ極、Ｓ極が交互に現われるように
なつている。なお、マグネツト７，８の円周方向
の位置は、磁気ヘツド２，３に対して機械角10゜
〜20゜進相するように設定されている。

以上のような構成において、マグネツト７から
の磁力線は第１図ｂに破線で示すように現われ
る。同図中の矢印θの方向にロータ４が回転する
ときθの変化に対して所定の固定点より見た半径
方向の磁束の変化は第２図ａの実線φRのような
波形形状となる。同図中、左半分はマグネツト７
による分布を示し、右半分はマグネツト８による
分布を示す。θの値がθ₀のときにマグネツト７が
上記の固定点に対向しており、θ＝θ₀＋180゜のと
きはマグネツト８が上記固定点に対向しているも
のとしている。また、円周方向の磁束の変化は第
２図ａ中の破線φCに示す波形形状となる。

ここで検知コイル９は磁性材料に導線を巻回
し、ロータ４の回転に伴なう半径方向の磁束変化
を検出するものである。この検知コイル９からの
出力信号波形は第２図ｂの破線V_Hとなり、この
信号V_Hが同図ａ中の磁束φRの時間的変化率に相
当する。検知コイル９の出力側にインピーダンス
が接続され、出力に遅延が起こる場合は第２図ｂ
に実線で示す出力が得られる。検知コイル９が持
つインダクタンス成分、もしくはインピーダンス
に含まれるノイズ除去用コンデンサ等によつて、
実際に検知コイル９から得られる出力波形は、通
常、第２図ｂの実線波形となる。

なお、円周方向の磁束φCを検出する場合は、
オーデイオ用磁気ヘツドなどを用いることが出来
る。この場合の出力波形は第２図ｃに示す実線の
ように得られ、形状は半径方向の磁束の分布φR
に似たものが得られる。

従来のこの種の装置では、検知コイル９から得
られる第２図ｂ中の実線波形の信号を所定の閾値
をもつ増巾器に入力し、磁気ヘツド２，３の切換
のタイミングを示す信号を得ていたので、例えば
第２図ｂに示されるように閾値がV₃，V₄であれ
ば時刻t₀，t₁間には負の出力を、時刻t₂，t₃間に
は正の出力を、時刻t₄，t₅間には再び負の出力を
検出することになり（その他の状態を０とすれ
ば）、正しい切換のタイミング信号を検出できな
い。このため、閾値をV₁，V₂のように絶対値の
大きな値とし、t₂₁，t₂₂間に正出力を、t₆₁，t₆₂間
に負出力を得ることにより切換のタイミングを得
ていた。ところが、検知コイル９からの出力波形
の振巾は用いられる装置間における検知コイル９
の特性の差異、マグネツト７，８の磁界の強弱、
各装置間でのマグネツト７，８と検知コイル９と
の間隔の相違にもとづいて各装置間の差異が大き
くなり、装置の製作にあたり調整の手数が増える
などの欠点があつた。

この考案は以上のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、第１のゲート回路
の出力を第２のゲート回路の入力として接続し、
かつ第２のゲート回路の出力を第１のゲート回路
の入力としてコンデンサを介して接続し、第１の
ゲート回路に磁性体の回転から得られる極性が交
互に反転する間欠信号を入力し第１のゲート回路
の出力あるいは第２のゲート回路の出力から極性
の変化に応じたスイツチング信号を得るように構
成した回転位置検出装置においてコンデンサの第
１のゲート回路側に一端が接続され、第２のゲー
ト回路の導通時にコンデンサへ電流を還流させる
ダイオードを設けることにより、極性信号の検出
を確実に行なうことができる回転位置検出装置の
提供を目的とする。

以下、この考案の一実施例を図によつて説明す
る。第３図において、１０は直流電源、１１ａ，
１２ａはトランジスタ、１１は第１のゲート回
路、１２は第２のゲート回路である。１３〜１８
は抵抗器、１９は可変抵抗器、２０はコンデン
サ、２２はダイオードである。

第３図の回路は基本的にはワンシヨツト回路で
あり、トランジスタ１１のベースがその入力端に
あたつている。入力信号が検出手段１の出力V_H
であり、出力の一方は抵抗器１７，１９によるポ
テンシヨにて固定された電位にあり、出力の他方
はトランジスタ１１のベースに接続される。

検出手段１の出力V_Hが0Vの状態にあるとき、
可変抵抗器１９の可変端子部の電位、すなわちバ
イアス電位V_Eはトランジスタ１１ａのベースエ
ミツタ間えん層電圧（通常0.7V程度）より、や
や低い値にセツトしてあれば、トランジスタ１１
ａがオフ、トランジスタ１２ａがオンの状態を保
持する。このとき、コンデンサ２０の両端電位差
はほゞ0Vになつている。

次に、下部ロータ２が回転し、マグネツト３が
検出手段１に近づいて来ると、検出手段１の出力
電圧V_Hは第２図ｂ中の実線で示したように、ま
ず負になり、次いで正に振つて後、再び負になつ
て、以後０になる。この間の変化を改めて第４図
ａ中の時刻t₀₀以後に示す。トランジスタ１１ａ
のベースエミツタ間えん層電圧V_Tが、検出手段
１の出力電圧V_Hと可変抵抗器１９の作るバイア
ス電位V_Eとの和電圧V_H＋V_Eよりも高い状態であ
る時刻t₀₀とt₁₀との間では、トランジスタ１１が
オフ状態にあるので、V_Hの値が大きく負側に変
動してもトランジスタ１１の動作状態に変化はお
こらない。

次に、時刻t₁₀をすぎると、（V_H＋V_E）の値が
トランジスタ１１ａのベースエミツタ間えん層電
圧V_Tを上まわるので、この瞬間にトランジスタ
１１ａがオンし、正帰還的にトランジスタ１２ａ
はオフする。コンデンサ２０の電荷は、この直前
までほゞ０故に抵抗器１４、コンデンサ２０、抵
抗器１６を介して相対的に大きなベース電流がト
ランジスタ１１ａに流れる。時刻t₂₀に至り（V_H
＋V_E）の値がえん層電圧V_Tよりも小さくなり、
t₂₀〜t₃₀時刻の間に検出手段１の出力電圧V_Hが負
に振れると、再びトランジスタ１１ａをオフさせ
ようとするが、コンデンサ２０を介して流れるベ
ース電流が大きいのでオフすることはない。検出
手段１は巻線を有しているので、等価回路的には
第３図中に破線で示した抵抗器２１が在つて、こ
れとの相関でトランジスタ１１ａはオフしない。
抵抗分が少い時は別途抵抗器を２１の所に追加し
ても良い。つまり、コンデンサ２０を介して流入
するベース電流が抵抗２１を介して吸収しようと
する電流値を上まわるものである。かくして、t₁
時刻以後、トランジスタ１１ａはオンを続ける。

コンデンサ２０の左側の電圧V_Dは、トランジ
スタ１１ａのオンにより所定値（おおむね抵抗１
４と１６による電源１０の電圧の分圧値）まで立
上るが、時間の経過と共にコンデンサ２０へ電荷
が蓄積されるにつれて低下する。つまり、トラン
ジスタ１１ａへ供給されるベース電流はV_D値を
抵抗１６の値で割つたもの故、やはり次第に減少
する。この間のV_Dの変化を第４図ｃに示す。ま
たトランジスタ１１ａのベース電圧V_Bの変化を
同図ｄに、トランジスタ１２のコレクタ電圧V_C
のそれを同図ｂの破線にて示す。

さらに時刻t₄₀に至り、検出手段１にマグネツ
ト４が近づいて来ると、１の出力V_Hはまず正に
振れ、次いで負に、そして再び正に振れる。t₄₀
時刻後V_Hが正に振れてもトランジスタ１１ａは
オン中であるから、状態の変化はおこらない。や
がて負に振れると、コンデンサ２０を介して供給
されていたベース電流はすでに小さくなつている
ので、時刻t₅₀に至りトランジスタ１１ａをオフ
させるに至るものとする。一旦オフすれば、回路
は再び正帰還的に動作し、トランジスタ１２ａ，
１１ａがそれぞれオン、オフする。このときコン
デンサ２０の電荷が相当量すでに蓄積されていた
ので、その左側の電位V_Dは大きく負に振られる。
その結果、抵抗器１６を介してトランジスタ１１
ａのベース電位を負に引張る。従つて、時刻t₅₀
をすぎ時刻t₇₀までの間の、検出手段１の出力電
圧の負から正への変化に対してもトランジスタ１
１ａのベース電位が負に保たれ、トランジスタ１
１ａがオンすることはない。コンデンサ２０の電
荷の放電はトランジスタ１２ａを介して抵抗器１
８、ダイオード２２により行なわれ、この放電が
ほゞ終了した頃、この上記説明の最初にもどれ
ば、再びトランジスタ１１ａのオンに備え得るこ
とになる。

このように構成すれば、第４図ｂに示すような
スイツチング信号を得ることができ、検出手段１
の出力信号V_Hにノイズが入つても、又は同信号
V_Hの電圧レベルが変化しても確実に回転位置検
出ができる。ところで、時定数回路はコンデンサ
２０、及び抵抗器１４，１６とからなり、その時
定数は回転体の１周に要する時間を磁性体の数で
割つた時間（上記実施例では、回転体の半周に要
する時間）とほぼ等しい時間である。

以上の説明にあつては検出手段として、マグネ
ツト３，４の半径方向磁束の変化を検出するもの
について説明したが、円周方向磁束の変化を検出
するものについても同様であることはいうまでも
ない。第４図ａにおける波形こそ違え、両者は同
じ動作をトランジスタ１１ａ，１２ａに行なわせ
ることは明らかである。信号変換回路の出力とし
てはトランジスタ１１ａのコレクタ、つまり電圧
V_Aを用いると、第４図ｂ中の実線の如くなり、
正しく正負に変化する論理レベルの信号が得られ
る。本信号をもつてヘツド信号の切換信号に用い
ることが出来る。また、回転ドラムが何等かの異
常によつて回転できなくなれば、トランジスタ１
１ａ，１２はオフ、オン状態を保つので、いずれ
かのトランジスタのコレクタ電位が高、低電位の
まゝ変化しないことをもつて回転ドラムが回転し
ないと判定することに供する信号源としても用い
得る。

第３図の回路はトランジスタで構成されたもの
であるが、これを論理回路に置換することもでき
る。第５図はこの考案の他の実施例であつて、こ
れはトランジスタをNANDゲートで置換した例
であつて、ゲートはCMOSでも、バイポーラで
も良い。抵抗器１６，１８の値は注意深く選定す
る必要があるが、ゲートの閾値電圧よりやゝ低い
値にセツトする可変抵抗器１９の設定が適切であ
れば、あえて厳密な値を選ぶ必要はないものであ
る。また、ゲートについては、これ以外にNOR
ゲートであつても良い（回路は変る）など、ワン
シヨツト回路が基本として存在すれば、本位置検
出装置はその機能を果すものである。

なお、以上の説明にあつては１回転中に２個所
の位置を検出する例について示したが、４個所以
上についても適用し得ることはいうまでもない。
要するに、Ｎ，Ｓ極を交互に検出することが本考
案の装置では行い得るので、2N個所（Ｎは整数）
以上の多数個所の検出に本装置は用い得るもので
ある。また、検出手段としては、ホール素子など
の極性検知可能な半導体センサを用いても良いこ
とはいうまでもない。

以上述べたように、第１のゲート回路の出力を
第２のゲート回路の入力として接続し、かつ第２
のゲート回路の出力を第１のゲート回路の入力と
してコンデンサを介して接続し、第１のゲート回
路に磁極の回転から得られる極性が交互に反転す
る間欠信号を入力し第１のゲート回路の出力ある
いは第２のゲート回路の出力から極性の変化に応
じたスイツチング信号を得るように構成したもの
であつて、コンデンサの第１のゲート回路側にカ
ソードが接続されて第２のゲート回路の導通時に
コンデンサへ電流を還流させるダイオードを設け
るとともに、コンデンサの充放電時定数が回転体
の１周に要する時間を磁極の数で割つた時間にほ
ぼ等しくした本考案により、検出手段からの出力
信号にノイズが入つても、又は該出力信号のレベ
ルが変化しても回転位置検出が確実に安定して行
える回転位置検出装置を提供できた。

【図面の簡単な説明】

第１図ａはこの考案の一実施例をVTR装置の
回転ヘツドの位置検出部に用いた場合の斜視図、
第１図ｂは第１図ａの略平面図、第２図は第１図
の位置検出部から得られる信号波形図、第３図は
この考案の一実施例の回路図、第４図は第３図の
回路図中での信号の波形比較図、第５図はこの考
案の他の実施例の回路図を示す。 図において、１１は第１のゲート回路、１２は
第２のゲート回路、２０はコンデンサ、２１はダ
イオードを示す。なお、図中、同一符号は同一ま
たは相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数の磁性体の回転から得られる間欠信号を
   入力する第１のゲート回路と、この第１のゲー
   ト回路の出力端子に入力端子が電気的に接続さ
   れた第２のゲート回路と、上記第１のゲート回
   路の入力端子に一端が電気的に接続され、上記
   第２のゲート回路の出力端子に他端が電気的に
   接続されたコンデンサを含む時定数回路と、上
   記第１のゲート回路の入力端子にカソード端子
   が電気的に接続され、上記第２のゲート回路の
   導通時に上記コンデンサへの電流を還流させる
   ダイオードとを備え、上記時定数回路の時定数
   を上記磁性体の１周に要する時間を上記磁性体
   の数で割つた時間にほぼ等しくするとともに、
   上記第１のゲート回路の出力端子あるいは上記
   第２のゲート回路の出力端子からスイツチング
   信号を得ることを特徴とする回転位置検出装
   置。 (2) 磁性体が２個であり、時定数が上記磁性体の
   半周に要する時間にほぼ等しいことを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項記載の回転位
   置検出装置。