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トラッキング制御装置 - 松下電器産業株式会社
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発明の名称 トラッキング制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平7−44948
公開日 平成7年(1995)2月14日
出願番号 特願平5−183711
出願日 平成5年(1993)7月26日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小鍜治 明 (外2名)
発明者 藤岡 総一郎 / 稲井 道史
要約 目的
自動的に高精度なトラッキング調整を実現する。

構成
トラッキング位相可変信号発生器114の出力に応じて、磁気テープ101の走行状態を制御し、基準信号発生器109の発生する基準信号に対するコントロールヘッド108に得られるコントロール信号の位相と、回転ヘッド107に得られる再生信号のエンベロープレベルとをサンプリングしてデータを半導体メモリ116に格納し、特性曲線補正手段118によって、再生信号のエンベロープレベルのデータのうちで所定のレベル以下のデータをゼロに置き換えられ補正される。トラッキングポイント演算器119によって、補正された特性曲線についての重心を算出する。基準信号発生器109の発生する基準信号に対するコントロールヘッド108に得られるコントロール信号の位相が、得られた重心に対応する位相になる様に制御する。
特許請求の範囲
【請求項1】磁気テープ上に記録形成されるヘリカルトラックの長手方向の所定の位置と基準信号に同期して前記磁気テープの長手方向に記録されるコントロール信号の記録位置との距離が予め規定され、再生時において、再生コントロール信号の前記基準信号に対する位相であるトラッキング位相を制御することにより、前記ヘリカルトラックと回転ヘッドとの相対位置を調整してトラッキング調整を行うヘリカル走査型磁気記録再生装置において、トラッキング位相を可変することによりトラッキング位相と前記回転ヘッドに得られる再生信号のエンベロープレベルとの特性曲線を得るトラッキング特性曲線検出手段と、前記特性曲線のトラッキング位相に対するエンベロープレベルの関係において略左右対象となる範囲を抽出する特性曲線補正手段と、前記特性曲線補正手段の補正結果について重心を検出し、該重心に対応するトラッキング位相を検出するトラッキングポイント演算手段とを具備し、トラッキング位相が前記トラッキングポイント演算手段の出力する前記重心に対応するトラッキング位相に略等しくなるように前記磁気テープの走行を位相制御することを特徴とするトラッキング制御装置。
【請求項2】トラッキング特性曲線検出手段は、回転ヘッドがヘリカルトラックの長手方向の所定の位置近傍を走査するタイミングにおいて磁気ヘッドに得られる再生信号のエンベロープレベルを検出して特性曲線を得ることを特徴とする請求項1記載のトラッキング制御装置。
【請求項3】特性曲線補正手段は、トラッキング特性曲線検出手段の検出するトラッキング位相に対するエンベロープレベルの特性曲線について、所定のレベル以下のエンベロープレベルをゼロに置き換える様に構成されることを特徴とする請求項1記載のトラッキング制御装置。
【請求項4】特性曲線補正手段は、トラッキング特性曲線検出手段の検出するトラッキング位相に対するエンベロープレベルの特性曲線について、それぞれのエンベロープレベルから所定のレベルを減算して、該減算の結果、正の値となる範囲について結果を出力する様に構成されることを特徴とする請求項1記載のトラッキング制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオテープレコーダー(以下、VTRと記す)などの磁気記録再生装置に関するものであり、特に、テープの長手方向に記録再生されるコントロール信号を用いてトラッキング調整されるヘリカル走査型の磁気記録再生装置に用いられるトラッキング制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、VHS方式VTRなどにおいては、映像信号の記録時において、磁気テープを一定速度で走行させ、映像信号内に含まれる垂直同期信号に同期して回転する回転ヘッドによって磁気テープ上にヘリカルトラックを形成して信号を記録すると共に、回転ヘッドに対して所定の距離をもって設置されるコントロールヘッドにより磁気テープの長手方向にコントロール信号を記録する。そして、信号再生時において、映像信号の垂直同期信号と同一周波数をもつ基準信号に位相同期して回転ヘッドを回転させ、また、記録時と同一の速度で磁気テープを走行させる。この時、コントロールヘッドにより再生されるコントロール信号の基準信号に対する位相が記録時の垂直同期信号とコントロール信号の位相関係と等価となるようにすることで、ヘリカルトラックと回転ヘッドの位置を一致させている。
【0003】しかし、映像信号が既に記録された磁気テープが、環境温度の上昇などにより伸びを生じた場合や、信号記録に使用されたVTRと信号再生に用いられるVTRのテープ走行系の機械精度の誤差が存在する場合、磁気テープ上のコントロール信号が記録されている位置とヘリカルトラックの位置との距離が、回転ヘッドの設置位置とコントロールヘッドの設置位置との距離に一致しなくなり、ヘリカルトラックに対する回転ヘッドの相対位置に誤差を生じ、良好な再生映像信号が得られない。
【0004】この様な問題点に対して、回転ヘッドに得られる再生信号のエンベロープレベルを最大と為すように、再生されるコントロール信号の基準となる信号に対する位相(以下、トラッキング位相と称する)を自動的に調整し、回転ヘッドの位置に対するヘリカルトラックの位置を合わせて自動的にトラッキング調整する方法が知られている。しかしながら、回転ヘッドと磁気テープの接触状態は変動しており、トラッキング位相が同じであっても、回転ヘッドに得られる再生信号のエンベロープレベルは変動するために、直接的にエンベロープレベルの最大点を見つけだすことは困難である。そこで、トラッキング位相を順次可変して、回転ドラムに配置される磁気ヘッドの再生信号のエンベロープレベルとの特性曲線を得て、この特性曲線の重心に対応するトラッキング位相を求め、トラッキング位相が、該重心に対応するトラッキング位相に等しくなるように磁気テープの走行を位相制御するものが提案されている(例えば、特開平2−276051号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従来提案されている方法によれば、トラッキング位相とエンベロープレベルの特性曲線を得る段階において、トラッキング最適点に対してほぼ左右対象となる様にトラッキング位相を可変して特性曲線が得られない場合、特性曲線の重心がトラッキング最適点に対して少なからず誤差を有することになり、精度のよいトラッキング制御が実現されない問題があった。
【0006】本発明は、簡単な構成要素の付加により従来装置の問題点を解決し、如何なる場合においても高精度な自動トラッキング調整が実現できるトラッキング制御装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、本発明のトラッキング制御装置は、磁気テープ上に記録形成されるヘリカルトラックの長手方向の所定の位置と基準信号に同期して前記磁気テープの長手方向に記録されるコントロール信号の記録位置との距離が予め規定され、再生時において、再生コントロール信号の前記基準信号に対する位相であるトラッキング位相を制御することにより、前記ヘリカルトラックと回転ヘッドとの相対位置を調整してトラッキング調整を行うヘリカル走査型磁気記録再生装置において、トラッキング位相を可変することによりトラッキング位相と前記回転ヘッドに得られる再生信号のエンベロープレベルとの特性曲線を得るトラッキング特性曲線検出手段と、前記特性曲線のトラッキング位相に対するエンベロープレベルの関係において、略左右対象となる範囲を抜き出す特性曲線補正手段と、前記特性曲線補正手段の補正結果について重心を検出し、該重心に対応するトラッキング位相を検出するトラッキングポイント演算手段とを具備し、トラッキング位相が前記トラッキングポイント演算手段の出力する前記重心に対応するトラッキング位相に略等しくなるように前記磁気テープの走行を位相制御するものである。
【0008】
【作用】本発明のトラッキング制御装置によれば、トラッキング位相を順次可変して得られたトラッキング位相と再生エンベロープレベルとの特性曲線において、エンベロープレベルを最大とするトラッキング最適点に対してほぼ左右対象のデータ数が得られなくても、特性曲線補正手段によって、所定のレベル以下のエンベロープレベルをゼロとすることで、疑似的にほぼ左右対象の特性曲線に補正するため、その重心に対応するトラッキング位相は、トラッキング最適点に精度よく対応することになり、従来装置の問題点を解決でき、良好なトラッキング制御装置が得られる。
【0009】
【実施例】以下、本発明のトラッキング制御装置の実施例について図面を参照しながら説明する。
【0010】(図1)は本発明の一実施例におけるトラッキング制御装置の構成図を示すものである。
【0011】磁気テープ101はピンチローラ102、キャプスタン軸103及びキャプスタン軸103に直結されるキャプスタンモータ104によって、矢印105の方向に走行・駆動される。磁気テープ101は回転ドラム106に適当な角度で巻き付けられている。回転ドラム106には一体に回転する回転ヘッド107及び117が取り付けられており、磁気テープ101上に記録形成されたヘリカルトラックを走査し、再生信号を得る。回転ヘッド107と117はそれぞれ異なったアジマス角を有し、略同一のヘッド幅Hwを有している。コントロールヘッド108は磁気テープ101の長手方向に記録されたコントロール信号を再生し、再生コントロール信号CTLを得る。
【0012】(図2)は磁気テープ101の信号記録パターンを示すテープパターン図である。テープの記録パターンとしては、アジマス角の異なる2本のヘリカルトラック毎(すなわち、回転ドラム106の一回転毎)に繰り返される。ヘリカルトラック201は回転ヘッド107と同一アジマス角で記録されており、ヘリカルトラック204は回転ヘッド117と同一アジマス角で記録されている。また、回転ヘッド107及び117のヘッド幅Hwとヘリカルトラック201、204のトラック幅Twの関係は、(数1)の様に設定されている。
【0013】
【数1】

【0014】コントロール信号の記録位置202は、ヘリカルトラック201のトラックの中心点203に対して距離XTを以て規定されている。
【0015】(図1)において、基準信号発生器109の発生する基準信号REFは、再生コントロール信号CTLの位相を検出・制御する際の基準位相を与える。位相比較器110は、基準信号REFと再生コントロール信号CTLを入力し、トラッキング位相X(再生コントロール信号CTLの基準信号REFに対する位相)を検出する。位相誤差検出器111は、トラッキング位相Xの目標値を指令するトラッキング位相指令信号PREFとトラッキング位相信号Xとを入力し、その誤差を出力する。制御回路112は、位相誤差検出器111の出力信号に比例した電力をキャプスタンモータ104に供給する。これによって、磁気テープ101の走行状態は、再生コントロール信号CTLの基準信号REFに対する位相(トラッキング位相X)が、トラッキング位相指令信号PREFとして与えられる値になる様に制御される。
【0016】さて、本実施例のトラッキング制御装置が為すトラッキング動作において、まず最初に、スイッチ113は、トラッキング位相指令信号PREFとして、トラッキング位相可変信号発生器114の出力を選択する。トラッキング位相可変信号発生器114はランプ状の信号を発生する。これによって、基準信号REFに対する再生コントロール信号CTLの位相(トラッキング位相X)は、トラッキング位相可変信号発生器114の出力するランプ状の信号に応じて、可変される。
【0017】一方、回転ヘッド107の再生信号はエンベロープレベル検出器115に入力される。エンベロープレベル検出器115は、再生エンベロープレベルY(回転ヘッド107に得られる再生信号のエンベロープレベル)を検出する。半導体メモリ116は、トラッキング位相可変信号発生器114の出力に応じて可変・制御されたトラッキング位相Xと、それぞれのトラッキング位相信号Xに対応した再生エンベロープレベルYを一対のデータとして、順次格納する。
【0018】この様に、本実施例のトラッキング制御装置の為すトラッキング動作の初期段階(スイッチ113がトラッキング可変信号発生器114の出力を選択する)において、トラッキング可変信号発生器114がランプ状の信号を出力すると、基準信号REFに対する再生コントロール信号CTLの位相であるトラッキング位相Xのデータとして、X0、X1、・・・、Xi(サフィックスiは自然数)、・・・が、離散的に得られる。また、各々のトラッキング位相Xに対応する再生エンベロープレベルY(回転ヘッド107に得られる再生信号のエンベロープの大きさを表す)のデータとして、Y0、Y1、・・・、Yi(サフィックスiは自然数)、・・・が、離散的に得られる。それぞれのデータのサンプル数は、トラッキング位相可変信号発生器114の発生するランプ状信号の傾斜によって任意に設定可能である。本実施例の場合、データのサンプル数は100個に設定される。この100個の離散データ(Xi,Yi)は、上記した様に、半導体メモリ116に格納される。
【0019】一般に、トラッキング位相Xに対する再生エンベロープレベルYの特性は、(図3)に示す様になる。磁気ヘッド107のヘッド幅Hwがヘリカルトラックのトラック幅Twに対して1.5倍の幅広であるため、トラッキング位相Xによって再生エンベロープレベルYが最大値を示すポイントは、図示した区間Aの範囲で一定の幅をもつ。トラッキングの最適点は、区間Aにおける中心点Pであることは周知の通りである。また、トラッキング最適点であるP点から左右にずれると磁気ヘッド107のオフトラックのため、再生エンベロープレベルYは減少する。しかし、オフトラック状態が左右に進んでも、磁気ヘッド107の片端が隣々接のヘリカルトラックに差し掛かるため、再生エンベロープレベルYはゼロとはならず、図示した区間B及びCの様になる。
【0020】(図4)に、半導体メモリ116に得られるトラッキング位相Xとトラッキング位相Xに対応する再生エンベロープレベルYの特性曲線を示す。図中、曲線401は磁気記録の原理に基づく理論値曲線であり、(図3)に示した曲線と同一のものである。また、丸印点は先に得た離散データ(Xi,Yi)をプロットしたものである。実際のデータは、この様に基本的には理論曲線に従いながらも、測定ノイズやヘッドとテープの接触状態の変動によってばらつきをもって分布する。この場合、上記した様にトラッキング最適点は、P1点である。
【0021】この様にして得られた、半導体メモリ116に得られたトラッキング位相Xに対する再生エンベロープレベルYの特性曲線は、(図1)に示す特性曲線補正手段118において、以下の補正が加えられる。すなわち、(図4)において、再生エンベロープレベルYについて、所定のレベル402に達しないデータを全てゼロに置き換える。これによって、(図4)に示した特性曲線は、(図5)の様に補正される。
【0022】さらに、(図1)に示すトラッキングポイント演算器119では、(数2)に基づき、特性曲線補正手段118の補正結果についての重心に対応するトラッキング位相Xの値Xpを算出する。
【0023】
【数2】

【0024】なお、(数2)において、Ziは、半導体メモリ116に得られた再生エンベロープレベルYのデータYiを特性曲線補正手段118により補正した結果である。この様にして得られた特性曲線補正手段118の補正結果についての重心に対応するトラッキング位相Xの値Xpは、ほどよくトラッキング最適点であるP1点に一致する。
【0025】ところで、上記は、可変したトラッキング位相Xに対して再生エンベロープレベルYが、丁度、トラッキング最適点であるP1点に対して左右対象のデータが得られた場合である。この場合、取得されたトラッキング位相Xに対する再生エンベロープレベルYの特性曲線を特性曲線補正手段118によって補正しなくとも、直接的に重心を算出しても同等の結果が得られる。
【0026】しかし、VTRの機械走行系の機械誤差や環境変化などによる磁気テープの伸縮が発生した場合には、半導体メモリ116に得られるトラッキング位相Xに対する再生エンベロープレベルYの特性曲線は、例えば、(図5)に示す様にトラッキング最適点であるP2点に対して左右対象とはならないため、直接的に重心を算出しても、その結果はP2点に一致しなくなる。なお、曲線601は、上記した曲線401と同様にトラッキング位相Xに対する再生エンベロープレベルYの特性曲線の理論曲線を示す。この様な場合においても、特性曲線補正手段118によって同様に(図6)に示す様に補正されると、疑似的にトラッキング最適点であるP2点に対して左右対象となり、補正結果についての重心とトラッキング最適点であるP2点が精度よく一致することになる。なぜなら、(数2)によって算出される重心の演算において、トラッキング最適点に対する一致精度を悪化させる左右非対象部分の再生エンベロープレベルYのデータがゼロに置き変わり、影響が除去されるからである。
【0027】さて、トラッキングポイント演算器119によって、以上の様に算出された補正されたトラッキング位相Xに対する再生エンベロープレベルYの特性曲線の重心に対応するトラッキング位相Xの値Xpが、スイッチ113に出力されると、スイッチ113は、このトラッキング位相Xの値Xpを選択して、トラッキング位相指令信号PREFとして位相誤差検出器111に出力する。これによって、トラッキング位相Xが、トラッキング最適点であるP1点またはP2点に一致する様に磁気テープ101が走行制御され、トラッキング調整が完了する。
【0028】ところで、一般的に、VTRは、ヘリカルトラックとコントロール信号の記録位置は規格化され、この規格に基づいて生産される。一方、インサート編集によって、既に記録形成されたヘリカルトラックを別のものに書き換えたり、アッセンブル編集によって、既に記録形成されたヘリカルトラックの後に続いて新しいヘリカルトラックを書き足したりする場合においても、規格は守られるべきである。このため、本実施例においては、回転ヘッド107に得られる再生信号のエンベロープレベルをサンプリングするタイミングは、先に述べたように、コントロール信号の記録位置との距離XTにより規定されるヘリカルトラック上の位置を回転ヘッド107が走査するタイミングに設定している。
【0029】以上の説明において、特性曲線補正手段118は、再生エンベロープレベルYが所定のレベル以下の場合に、そのデータをゼロに置き換える構成として説明したが、得られた再生エンベロープレベルYのデータの全てについて所定レベル値を減算し、正の減算結果群を以て補正曲線として重心を演算する様にしてもよい。
【0030】
【発明の効果】以上の実施例から明らかな様に、本発明のトラッキング制御装置によれば、極めて簡単な構成要素を付加することにより、トラッキング位相とエンベロープレベルの特性曲線を得る段階において、トラッキング最適点に対してほぼ左右対象となる様にトラッキング位相を可変して特性曲線を得なくとも、該特性曲線を疑似的に左右対象となる様に補正することで、補正された特性曲線の重心がトラッキング最適点に対して精度よく一致させることが出来、余分な制約を除外することができ、従来装置の問題点を解決できる。
【0031】また、放送用VTRなどで多く為されるインサート編集やアッセブル編集の際においても、本発明のトラッキング制御装置は有効に動作し、操作者によるトラッキング調整を不要とし、ヘリカルトラックの記録ピッチを自動的に均一化するものである。




 

 


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