JPS6366701A - 磁気記録再生方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は２チヤネルのデジタル信号を磁気テープなどの
磁性層に多重記録し、分離再生を可能とする高密度の磁
気記録再生方法に関するものである。

従来の技術 従来のデジタルビデオテープレコーダ（ＶＴＲと略す）
の分野においては、カラー映像信号をデジタル信号に交
換し磁気テープなどに記録再生する方式が開発されてい
る。たとえば、テレビジョン学会誌、Ｖｏｌ、３９　１
’ｈ４　（１９８５）、　３１２〜３１６ページに記載
されているデジタルＶＴＲであり、記録トラックパター
ンにおいてガードバンドを有するヘリカルスキャン型デ
ジタルＶＴＲである。すなわち、従来のデジタルＶＴＲ
においては、ガードバンドがあるために磁気テープへの
信号記録密度が低くなっている。

以下図面を参照しながら、上述した従来のデジタルＶＴ
Ｒの一例について説明する。

第２図は従来のデジタルＶＴＲにおけるデジタル信号記
録トラックパターンの一例である。第２図において、２
０１．２０２および２０３はそれぞれ磁気ヘッドにより
記録されたトラックパターンである。第２図において２
８はトラックピッチであり２９はトラック幅であり３０
はガードバンドである。従来のデジタルＶＴＲにおいて
は前述のようにガードバンドが存在しガードバンドのな
い記録方式に比べて記録密度が低い。また従来のデジタ
ルＶＴＲにおいては記録密度を上げるために記録波長や
記録トラック幅は機器によって決まる高密度記録限界付
近が選ばれている。

発明が解決しようとする問題点 従来のデジタルＶＴＲにおいては前述したように記録ト
ラックパターンにおいてガードバンドが存在するのでガ
ードバンドの存在しない記録方式に比べて記録密度が低
い。一般に記録密度を上げるには、記録信号の最短記録
波長を短かくし記録線密度を上げたり、記録トラック幅
を狭くして記録トラック密度を上げたりして行なわれる
が、従来のデジタルＶＴＲにおいては、これら記録波長
やトラック幅は機器によって決まる高密度記録限界付近
が使用されている。即ち、磁気ヘッドと磁気テープによ
って決まる記録再生可能最短波長および機械的精度やサ
ーボ系の応答により決まる最狭トラック幅の制限により
従来のデジタルＶＴＲでは、これらによって決まる限界
記録密度以上の高記録密度でデジタル信号を記録再生す
ることは不可能であるという原理的な問題点である。

本発明においては、上記問題点を鑑み、２つのデジタル
信号をお互いにアジマスの異なる磁気ヘッドにより重ね
記録し再生することによって従来のデジタルＶＴＲに比
べてより記録密度の高いデジタルＶＴＲを提供するもの
である。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明においては、デジタ
ル信号を記録したトラックに重なるように、別のデジタ
ル信号を記録アジマスを変えて重ね記録し、それぞれの
信号を再生することによって従来のデジタルＶＴＲより
も記録密度の高いデジタルＶＴＲの実現が可能となる。

作用 上述の記録再生方法により記録密度が向上し２チヤネル
のデジタル信号の記録再生が可能となる。

たとえば映像信号を２チヤネルのデジタル信号に交換し
記録することや、映像信号と音声信号をそれぞれ１チヤ
ネルづつのデジタル信号に交換して記録することも可能
である。一般にＶＴＲにおいてデジタル信号を記録再生
する際に誤り訂正を行なうと入力信号に極めて忠実な再
生信号を得ることが可能となるが本発明により信頼性の
高い２チャンネルのデジタルＶＴＲを実現することがで
きる。

実施例 以下本発明の磁気記録再生方法の一実施例について、図
面を参照しながら説明する。第１図は本発明の一実施例
における要部ブロック図である。

第１図において映像信号入力端子１より入力された映像
信号は符号変調器３において、ＰＣＭ信号に変換され誤
り訂正符号や同期符号を付加した後、デジタル信号とし
てＬＰＦ５を通過してデジタル映像信号記録増幅器８に
入り適切な記録レベルで回転シリンダー１０上の磁気ヘ
ッド１２．１４により磁気テープに記録される。

映像信号をＰＣＭ信号に変換すると伝送レートは数十な
いし数百Ｍｂｐｓとなる。たとえば、ＮＴＳＣカラー映
像信号の帯域は４．２ＭＨｚであるのでサンプリング周
波数としては約９　Ｍ　ｆｌｚ以上、量子化ビット数と
しては７　ｂｉｔ以上が必要であり誤り訂正符号などの
大長度を加えるとコンポジット信号で約１００Ｍｂｐｓ
　、コンポーネント信号で約２００Ｍ　ｂｐｓとなる。

しかしながら、同期信号の除去、サブナイキスト標本化
、また映像信号の大長度の削減などにより伝送レートを
減らすことができるが、たとえばインテルサット通信衛
星では現行アナログ伝送と同等な画像品質を保ちつつ伝
送レートは３０　Ｍ　ｂｐｓ程度となっている。本実施
例においては、デジタル映像信号記録増幅器を通過する
デジタル信号が直流成分を持たず伝送レートが１００Ｍ
ｂｐｓであるとする。

音声信号入力端子２より入力された音声信号は符号変調
器４において１６ビツトのＰＣＭ信号に変換され誤り訂
正符号や同期符号を付加した後、デジタル信号としてＬ
ＰＦ６を通過して位相変調器７において４相位相変ＡＩ
（ＱＰＳＫ）される。音声信号のサンプリング周波数が
４８Ｋｌｌｚで２チャンネルで１６ビツトの直線量子化
をして、更に４０％の大長度を与えた場合、デジタル信
号の伝送レールとしては約２．３×ガビソト／秒（Ｍｂ
ｐｓ）である。

基底帯域で２．３Ｍｂｐｓの信号の帯域は１．１５ＭＨ
ｚであるから、この信号をＱＰＳＫＬでも帯域（−３ｄ
Ｂ）は１．１５ＭＨｚで良い。位相変調器から出てきた
ＱＰＳＫされたデジタル信号はデジタル音声信号記録増
幅器９に入り、記録レベルが通常より小さく設定され磁
気ヘッド１３．１５により、デジタル映像信号が記録さ
れたトラックの浅層部に記録される。

第３図は、磁性層深さ方間の信号記録状態図である。映
像信号の記録を従来通り回転ヘッドにより磁気テープに
記録すると、その記録層の深さは記録波長の０．２５〜
０．３倍であり、従来のデジタルＶＴＲにおいてもこの
深さに記録されていて、一般に磁気テープの磁性Ｎ３１
全体に記録されている訳ではな（無記録ｊｉ３１ｃが存
在する。磁気記録における各種損失の物理的特性上広帯
域の信号を記録するにはテープ磁性層の浅層部が適して
おり、事実、広帯域信号の記録はごく表面部にのみ行な
われている。

本発明はデジタル信号の記録再生にはアナログ信号の記
録再生はどＳ／Ｎを必要としないことに着目し、デジタ
ル映像信号が記録された記録ＪＷ３１ｂの浅層部分にデ
ジタル音声信号を記録し、デジタル音声信号記録Ｆ３１
ａとする。デジタル信号の再生には、Ｓ／Ｎが１５ｄＢ
あれば１０４程度の符号誤り率となり実用的な値に近づ
く。余裕をもって２０〜３０ｄＢのＳ／Ｎが確保できれ
ば十分である。したがって浅層に記録する変調を受けた
デジタル音声信号はＳ／Ｎが上記の値を満足する程度の
深さに記録すればよい。デジタル音声信号の帯域が上記
の様に１．１５ＭＨｚ程度であれば、デジタル映像信号
の帯域に比べて小さいのでデジタル映像信号が最適記録
電流（再生出力が最大となる記録電流値）で記録すると
すれば、デジタル音声信号の記録電流はその〃以下でよ
い。当然ながら記録した映像信号のあとから変調したデ
ジタル信号を浅層記録するわけであるからデジタル映像
信号の再生出力は低下するが、その程度はデジタル信号
の記録電流が小さいため僅かであり、上記記録電流値を
例にとると約１ｄＢ以内にとどまる。しかもテープの表
面性による雑音が浅層に記録されたデジタル信号のため
映像信号の再生に直接関与しにくくなり変調性雑音が軽
減されるため実質的なデジタル映像信号のＳ／Ｎ低下は
更に小さくなる。デジタル映像信号も再生時に誤り訂正
が行なわれるので、僅かなＳ／Ｎ劣化では再生映像信号
の劣化はほとんどないという特徴を持つ。このように先
に記録したデジタル映像信号のＳ／Ｎ劣化を小さく抑え
、実用的な符号誤り率をもつデジタル音声信号を、デジ
タル映像信号の上に変調して重ね記録することが可能で
ある。

ところでデジタル映像信号とデジタル音声信号の占有帯
域が離れている場合には再生信号がらフィルタにより所
望の信号を得ることが可能であるが、両信号が近接して
いる場合や重なっている場合を考慮すればデジタル映像
信号を記録再生する回転ヘッドのアジマス角とデジタル
音声信号を記録再生する回転ヘッドのアジマス角とを異
ならせる必要がある。一般に記録ヘッドのギャップ方向
に対して再生ヘッドのギャップ方向がθだけ傾いている
と、次のような損失りが生じることが知られている。

（ｄＢ）・・−・−・−・・・（１） ただし、Ｗニドラック幅 λ：記録波長 したがってデジタル映像信号用回転ヘッドの再生出力は
、デジタル音声信号記録層３１ａに記録されている信号
を拾わず、デジタル映像信号のみを再生し、デジタル音
声信号用回転ヘッドの再生出力はデジタル映像信号記録
層３１ｂの信号を拾わずデジタル音声信号のみを再生す
るようアジマス角を設定することができろ。たとえばデ
ジタル映像信号用およびデジタル音声信号用ヘッドのア
ジマス角を３０゛異ならせることにより実用的なトラッ
ク幅でアジマス損失効果によるクロストーク成分が小さ
いような帯域にわたって両信号の帯域を共有させること
が可能である。

第４図は本発明による一実施例の周波数アロケーション
図である。この例は記録可能帯域が従来デジタルＶＴＲ
のままでＰＣＭ音声信号記録を実現しようとするもので
ある。この場合、磁気テープと磁気ヘッドによって決ま
るＶＴＲ電磁変損失の記録可能帯域を広げることなく新
たにＰＣＭ音声信号を記録することができるわけである
従来のデジタルＶＴＲにも十分適用可能である。第４図
において３４がＱＰＳＫされたデジタル音声信号である
。実施例では基底帯域のデジタル音声信号をＱＰＳＫし
てデジタル映像信号が記録されたトラックの上の浅層部
に重ね記録しているが、デジタル音声信号の変調方式は
、他のどのようなものであっても適用できる。

第５図は、本発明の磁気記録再生方法を実現するための
回転ヘッド群の構成例を示す図である。

磁気テープ２５が矢印方向２６に走行し、回転シリンダ
１０が矢印１）方向に１２０１）ｚで回転するいわゆる
回転２ヘツドヘリ力ル式ＶＴＲである。この場合、デジ
モル映像信号出力端子２はデジタル音声信号ヘッド１３
より先にテープに対接し、デジタル映像信号ヘッド１４
はデジタル音声信号ヘッド１５より先にテープに対接す
る。そして、たとえばデジタル映像信号ヘッド１２およ
び１４のアジマス角は±６°に設定しておき、デジタル
音声ヘッド１３および１５のアジマス角は±３０°とす
る。この構成により、磁気テープ上のトラックには先に
デジタル映像信号が記録され、そのあと浅層部に別のア
ジマスヘッドによりデジタル音声信号が変調を受けて記
録される。各ヘッドの記録電流は、デジタル映像信号ヘ
ッド１２．１４は最適記録電流に設定し、デジタル音声
信号の記録ヘッド１３．１５には上記最適記録電流より
も小さい記録電流に設定して記録する。

ここで、デジタル音声記録ヘッドのトラック幅をデジタ
ル映像信号ヘッドのトラック幅より狭くすることによっ
て、デジタル映像信号の再生出力の減少にストッパー的
効果を持たせることができる。更にデジタル映像信号ヘ
ッドにもアジマスを与えておけばガードバンドのない記
録形態での高密度記録も可能となる。

次に再生時について述べる。第１図において磁気ヘッド
１２．１４により再生されたデジタル映像信号はデジタ
ル映像信号再生増幅器１６を経て符号復号器１９に至り
誤り訂正およびジッター吸収がなされた後に元の映像信
号に復号されＬＰＦ２１を通過して、映像信号出力端子
２３より出力される。また同時に磁気ヘッド１３．１５
により再生されたデジタル音声信号もデジタル音声信号
再生増幅器１７に至り誤り訂正およびジッター吸収がな
された後に元の音声信号に復号されＬＰＦ２２を経て音
声信号出力端子２４より出力される。

本実施例の場合、デジタル化された音声信号は、磁性層
のごく表面部に記録されているため、弱い記録電流で新
たな信号に書き換えることが容易であるし、また、消去
も容易に行なうことができる。

消去または再記録の電流を適当に設定すればデジタル映
像信号へ与える影響はほとんどない。

実施例においては映像信号と音声信号をそれぞれ１チヤ
ネルづつのデジタル信号に変換して記録再生する場合に
ついて述べたが、映像信号を２チヤネルのデジタル信号
に変換して記録したり、また任意の２チヤネルのデジタ
ル信号を記録再生することも可能である。

また、２チヤネルのデジタル信号の基本クロックの周波
数を整数比の関係にすると、特にデジタル信号の再生時
には基本クロック再生などが容易になるという利点があ
る。

発明の効果 以上詳述したように、本発明はデジタル映像信号を記録
したトラックと重なるようにデジタル映像信号の記録ヘ
ッドとアジマス角が異なるヘッドにより変調されたデジ
タル音声信号を映像信号記録層の浅層部に記録し、互い
にアジマス角の異なるヘッドによりデジタル映像信号お
よびデジタル音声信号を別々に再生することができるも
のであり、新たに音声ＰＣＭ信号などのデジタル信号を
記録したのにもかかわらず、デジタル映像信号の画質は
誤り訂正によりほとんど劣化しないという大きな利点を
持つ。

また、従来のデジタルＶＴＲと互換を保ったまま、アジ
マスを持たせた重ね記録により磁気テープへの信号の記
録密度が高まるという利点がある。

磁気テープ浅層部に記録されたデジタル音声信号は、デ
ジタル映像信号との帯域共有が可能であり、極めて広帯
域のものが実現し得るし、浅層にあるため消去および書
き換えが容易であるという優れた特長を持つ。したがっ
てこのデジタル音声信号を音声のＰＣＭ記録に利用する
ことは容易であり、その場合、音声信号のＳ／Ｎ、周波
数特性、歪み率、ワウ、フラッタなどの性能がアナログ
音声に比べて著しく向上するとともに、従来のＦ　Ｍ音
声の深層記録では不可能であったアフターレコーディン
グも可能となり、極めて優れた画質と音質のデジタルＶ
ＴＲが実現できる。

即ち、従来のトラックに記録されたデジタル信号も、そ
のトラックの浅層部に重ね記録されたデジタル信号も誤
り訂正により再生され復号された信号の品質は入力信号
に極めて忠実な信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気記録再生方法を用いた装置の
要部ブロック図、第２図はそれぞれ従来例を説明するた
めの記録トラックパターン図、第３図は本発明の基本原
理を説明する磁性層深さ方向の記録状態図、第４図は本
発明を適用した装置の周波数アロケーションを示すグラ
フ、第５図はその磁気ヘッド群の構成図である。 １０・・・・・・回転シリンダー、１）・・・・・・回
転シリンダー回転方向、１２．１４・・・・・・デジタ
ル映像信号記録ヘッド、１３．１５・・・・・・デジタ
ル音声信号記録ヘッド、２５・・・・・・磁気テープ、
２６・・・・・・磁気テープ走行方向、２７・・・・・
・磁気ヘッド走行方向、２８・・・・・・トラックピッ
チ、２９・・・・・・トラック幅、３０・・・・・・ガ
ードバンド、３Ｉ・・・・・・磁気テープ磁性層、３１
ａ・・・・・・デジクル音声信号記録層、３１ｂ・・・
・・・デジタル映像信号記録層、３１ｃ・・・・・・無
記録層、３２・・・・・・テープベース、３３・・・・
・・デジタル映像信号周波数スペクトル、３４・・・・
・・デジタル音声信号周波数スペクトル。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第３図 第４図 夙う凝朕（ＮＨＫ） 第５図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の磁気ヘッドにより第１のディジタル信号を
   記録したトラック上に第１の磁気ヘッドとは異なるアジ
   マス角を持つ第２の磁気ヘッドにより第２のディジタル
   信号を重ねて記録することを特徴とする磁気記録再生方
   法。
2. （２）第１のディジタル信号および第２のディジタル信
   号はそれぞれ第３のディジタル信号を２チャンネルに分
   割した信号であることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の磁気記録再生方法。
3. （３）第３の信号は映像信号をディジタル信号に変換し
   たディジタル信号であることを特徴とする特許請求の範
   囲第（２）項記載の磁気記録再生方法。
4. （４）第１のディジタル信号および第２のディジタル信
   号は２チャンネル以上のディジタル信号を２チャンネル
   の前記第１のディジタル信号および第２のディジタル信
   号に変換したディジタル信号であることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の磁気記録再生方法。
5. （５）第１のディジタル信号および第２のディジタル信
   号はそれぞれ映像信号および音声信号をディジタル信号
   に変換した信号であることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の磁気記録再生方法。
6. （６）第１のディジタル信号および第２のディジタル信
   号の記録および再生時の基本クロック周波数は整数比で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   磁気記録再生方法。
7. （７）第２の磁気ヘッドのトラック幅は前記第１の磁気
   ヘッドのトラック幅よりも狭いことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載の磁気記録再生方法。
8. （８）第１のディジタル信号は記録トラックパターンに
   おいて信号が記録されてないガードバンドを持たないこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の磁気記
   録再生方法。