JPH06101105B2

JPH06101105B2 - ビデオ信号記録再生装置

Info

Publication number: JPH06101105B2
Application number: JP63330954A
Authority: JP
Inventors: 敏彰田渕; 恭二春日
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1994-12-12
Anticipated expiration: 2009-12-12
Also published as: JPH02177012A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えばHD−TVにおけるベースバンド信号とMU
SE信号とを共に記録再生可能とするビデオ信号記録再生
装置に関するものである。

〔従来の技術〕テレビジョン画像の高画質化の方式として最も有力なも
のにHD−TV［high-definition television］方式があ
る。また、このHD−TVのビデオ信号を伝送のために帯域
圧縮する方式として、MUSE［multiple sub-Nyquist sam
pling encoding］方式が開発されている。そして、この
ようなHD−TVのベースバンド信号とMUSE信号を記録する
VTR［video tape recorder］が現在では、既にいくつか
提案されている。

HD−TVのベースバンド信号を記録するVTRとして提案さ
れたものには、例えば「Wideband Recording Technolog
y for High-Definition Baseband VCRS」（1978 IEEE
Vol.CE-33 No.3）がある。

このVTRは、輝度信号を20MHz、色信号を5MHzに帯域制限
したビデオ信号を記録再生するために、回転ドラムの回
転数を従来の家庭用VTRの３倍である5400rpmとし、しか
も１フィールドを３つのセグメントに分割してそれぞれ
別のトラックに記録するセグメント記録方式を採用して
いる。また、これら分割された各トラックは、さらに２
本に分割されて２チャンネル記録とし、記録周波数の狭
帯域化を図っている。

MUSE信号は、上記ベースバンド信号に比べ約半分の帯域
に圧縮されるので、例えば回転ドラムの回転数を従来の
家庭用VTRの２倍とし、１フィールドを２つのセグメン
トに分割して、１チャンネル記録を行なうようなVTRが
提案されている。そして、このMUSE信号のVTRでは、ベ
ースバンド信号の場合よりも長時間の記録が可能にな
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、これらHD−TVのベースバンド信号を記録する
VTRとMUSE信号を記録するVTRは、それぞれのビデオ信号
のみを対象とする別個の装置として開発されている。

従って、従来は、高画質の記録は可能であるが記録時間
が短いベースバンド信号記録用のVTRを利用するか、又
は、衛星放送の対象となるMUSE信号の記録専用であるが
長時間記録が可能となるVTRを利用するかを選択しなけ
ればならず、１台の装置で両者の記録再生を行うことが
できないという問題点があった。

また、このことは、ある方式において広帯域のビデオ信
号と狭帯域のビデオ信号とが選択できる場合にも一般に
共通する問題である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係るビデオ信号記録再生装置は、上記課題を解
決するために、回転ドラム上の磁気ヘッドによってビデ
オテープにビデオ信号をヘリカル記録するビデオ信号記
録再生装置において、第１の磁気ヘッドと、この第１の
磁気ヘッドに対して磁気ギャップが逆のアジマス角を有
し、かつ、この第１の磁気ヘッドによってビデオテープ
上に形成される記録トラックに隣接した記録トラックを
回転ドラムの同一回転時に形成し得る位置に配置された
第２の磁気ヘッドと、第１の記録ヘッドに対して磁気ギ
ャップが逆のアジマス角を有し、かつ、回転ドラムの先
の回転時に第１の磁気ヘッドによってビデオテープ上に
形成される記録トラックに隣接した記録トラックを回転
ドラムの次の回転時に形成し得る位置に配置された第３
の磁気ヘッドとからなる磁気ヘッドの組が１組又は２組
以上回転ドラム上に設けられると共に、上記第２の磁気
ヘッドと第３の磁気ヘッドを切り替えることにより、第
１の磁気ヘッドと組み合わせて用いる磁気ヘッドを定め
るヘッド切替手段と、このヘッド切替手段による磁気ヘ
ッドの切り替えに伴って、第２の磁気ヘッドを用いる場
合にはビデオテープの走行速度を高速とし、第３の磁気
ヘッドを用いる場合にはビデオテープの走行速度を低速
とするテープ速度切替手段とが設けられたことを特徴と
している。

〔作用〕

ヘッド切替手段は、操作により、又は記録再生信号を検
出することにより、第２の磁気ヘッドと第３の磁気ヘッ
ドを切り替えて、第１の磁気ヘッドと組み合わせて用い
る磁気ヘッドを定める。この際、第２の磁気ヘッドと第
３の磁気ヘッドのいずれが組合わされた場合にも、第１
の磁気ヘッドに対して磁気ギャップが逆のアジマス角を
有することになる。また、このヘッド切り替え手段によ
る磁気ヘッドの切り替えに伴って、テープ速度切替手段
が第２の磁気ヘッドを用いる場合にはビデオテープの走
行速度を高速とし、第３の磁気ヘッドを用いる場合には
ビデオテープの走行速度を低速とする。

すると、第２の磁気ヘッドが用いられる場合には、第１
の磁気ヘッドと第２の磁気ヘッドとが高速で走行するビ
デオテープ上に互いに隣接する記録トラックを２本ずつ
同時に形成することができる。従って、広帯域を有する
ビデオ信号を２チャンネルでアジマス記録することが可
能となる。

また、第３の磁気ヘッドが用いられる場合には、第１の
磁気ヘッドと第３の磁気ヘッドとが低速で走行するビデ
オテープ上に互いに隣接する記録トラックを回転ドラム
の１回転ごとに交互に形成することができる。従って、
同じ装置を用いて、帯域の狭いビデオ信号を１チャンネ
ルでアジマス記録することが可能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。

本実施例は、いわゆる1.5ヘッド方式によってHD−TVの
ベースバンド信号とMUSE信号とを記録再生するビデオ信
号記録再生装置について示す。

HD−TVのベースバンド信号は、高品位な画像を得るため
に、現行NTSC方式のビデオ信号に比べ約５倍の20MHz以
上の帯域を必要とする。従って、このようなベースバン
ド信号を記録するには、磁気ヘッドとビデオテープ間の
相対速度を従来の家庭用VTRの２〜３倍にしなければな
らず、ドラム回転数も3600〜7200rpmにして高帯域化を
図る必要がある。また、トラックを分割して２チャンネ
ル記録とし、各トラックの記録帯域を半分に狭める必要
もある。ここで、ベースバンド信号の帯域を24MHzとす
れば、この２チャンネル化により１チャンネル当たりの
帯域が12MHzとなる。そして、VTRの記録方式は一般にFM
変調方式であり、キャリア中心周波数は18MHzとなる。
そこで、デビュエーション（周波数偏差）を±2MHzとす
れば、この場合の記録帯域は、16〜20MHzとなる。

MUSE信号は、上記ベースバンド信号を帯域圧縮すること
により必要帯域を約半分に狭めている。従って、このMU
SE信号を記録するには、上記ベースバンド信号の場合の
１チャンネル分の記録帯域があればよいことになる。

この結果、HD−TVのビデオ信号を記録するには、ベース
バンド信号で２チャンネル記録とし、MUSE信号では１チ
ャンネル記録とすればよいことになる。

本実施例のビデオ信号記録再生装置における回転ドラム
１上の磁気ヘッド２・３の配置を第２図及び第３図に示
す。

第２図に示すように、磁気ヘッド2aに対して、磁気ヘッ
ド2bは、回転ドラム１の回転方向の5.45゜後方に配置さ
れ、磁気ヘッド2cは、20゜後方に配置されている。磁気
ヘッド3aは、この磁気ヘッド2aに対して90゜後方に配置
されている。この磁気ヘッド3aに対して、磁気ヘッド3b
は、5.45゜後方に配置され、磁気ヘッド3cは、20゜後方
に配置されている。ここで、回転ドラム１は、直径76mm
のドラムであり、図示しないモータにより3600rpmの速
度V_Hで回転する。

また、第３図に示すように、磁気ヘッド2aに対して磁気
ヘッド2bは、回転ドラム１上での上方に27.83μｍの相
対高さを有し、磁気ヘッド2cは、下方に1.49μｍの相対
高さを有している。磁気ヘッド3aは、この磁気ヘッド2a
に対して、上方に2.9695mmの相対高さを有している。こ
の磁気ヘッド3aに対して磁気ヘッド3bは、上方に27.83
μｍの相対高さを有し、磁気ヘッド3cは、下方に1.49μ
ｍの相対高さを有している。

さらに、磁気ヘッド2aにおける磁気ギャップ６のアジマ
ス角をプラスとすると、磁気ヘッド2b・2cにおける磁気
ギャップ６のアジマス角は、逆のマイナスに設定されて
いる。また、磁気ヘッド3aにおける磁気ギャップ６のア
ジマス角をプラスとすると、磁気ヘッド3b・3cにおける
磁気ギャップ６のアジマス角も、逆のマイナスに設定さ
れている。

上記磁気ヘッド2a〜2cは、後に説明するいわゆる1.5ヘ
ッド方式における主トラック８を形成するための１組の
磁気ヘッドである。また、磁気ヘッド3a〜3cは、後に説
明するこの1.5ヘッド方式における補助トラック９を形
成するための１組の磁気ヘッドである。そして、これら
の磁気ヘッド２・３は、各組内で互いにできるだけ近く
に配置する方がよく、それぞれ一体型のヘッドとするの
が適当である。

このように磁気ヘッド２・３が配置された回転ドラム１
には、第２図に示すように、この回転ドラム１の回転方
向と同じ方向に走行するビデオテープ７がヘリカルに巻
き付けられている。このビデオテープ７は、供給側ガイ
ドポール４及び巻取側ガイドポール５によってガイドさ
れて、回転ドラム１に有効巻付角θ_vが312゜となるよう
に巻き付けられている。

上記ビデオテープ７上には、第４図に示すように、回転
ドラム１の磁気ヘッド２によって主トラック８が形成さ
れ、磁気ヘッド３によって補助トラック９が形成され
る。ここで、ビデオテープ７に対して主トラック８及び
補助トラック９のトラックリード角θ₀は、次式の関係
が成立する。ただし、主トラック８と補助トラック９の
記録長さをそれぞれL₁・L₂とし、これらのテープ有効記
録幅をW₁・W₂とする。

θ₀＝sin^-1(W₁/L₁)＝sin^-1(W₂/L₂) また、主トラック８と補助トラック９の記録長さL₁・L₂
は、ビデオテープ７の回転ドラム１への巻付角に依存
し、次式で表される。ただし、先に示した回転ドラム１
の直径をＤとする。また、有効巻付角θ_vは前述のよう
に312゜であり、補助巻付角θ_v0は48゜となる。

L₁＝π・Ｄ（θ_v/360゜） L₂＝π・Ｄ（θ_v0/360゜）上記の結果、主トラック８と補助トラック９とによって
回転ドラム１の全周にわたる記録が可能となり、いわゆ
る1.5ヘッド方式により、回転ドラム１が１回転する間
にビデオ信号が１フィールド分記録再生され、２回転で
１フレーム分記録再生されることになる。

上記磁気ヘッド２・３及びビデオテープ７の制御を行う
制御部の構成を第１図に基づいて説明する。

ビデオ信号は、記録のために信号処理回路11に入力さ
れ、また、この信号処理回路11から出力されて再生され
るようになっている。信号処理回路11は、ビデオ信号を
A/D変換し、これに同期信号を付加する等の信号処理を
行う回路である。この信号処理回路11は、ヘッド切替回
路12及びヘッドアンプ13を介して回転ドラム１における
磁気ヘッド２・３に接続されている。そして、信号処理
回路11で処理されたビデオ信号がこれらヘッド切替回路
12及びヘッドアンプ13を介して磁気ヘッド２・３に送ら
れ、また、磁気ヘッド２・３で再生されたビデオ信号が
これらヘッドアンプ13及びヘッド切替回路12を介して信
号処理回路11に送られるようになっている。ヘッド切替
回路12は、磁気ヘッド２における磁気ヘッド2bと磁気ヘ
ッド2cとを切り替えると共に、磁気ヘッド３における磁
気ヘッド3bと磁気ヘッド3cとを切り替える回路である。
そして、このヘッド切替回路12により磁気ヘッド2a・2b
と磁気ヘッド3a・3bの組み合わせが選択されると、２チ
ャンネルに分割したビデオ信号をそれぞれ磁気ヘッド2a
と磁気ヘッド2bに同時に送ると共に、磁気ヘッド3aと磁
気ヘッド3bにも同時に送るようになっている。また、こ
のヘッド切替回路12により磁気ヘッド2a・2cと磁気ヘッ
ド3a・3cの組み合わせが選択されると、１チャンネルの
ビデオ信号を回転ドラム１の１回転ごとに磁気ヘッド2a
と磁気ヘッド2cに交互に送ると共に、磁気ヘッド3aと磁
気ヘッド3cに交互に送ることになる。この動作は再生時
も同様である。ヘッドアンプ13は、ビデオ信号の増幅及
び最適電流の制御を行う回路である。

上記信号処理回路11からのビデオ信号は、信号選択回路
14にも送られるようになっている。信号選択回路14は、
送られて来たビデオ信号がベースバンド信号かMUSE信号
かの判別を行い、これに応じてヘッド切替回路12及びヘ
ッドアンプ13に信号を発する回路である。なお、この信
号選択回路14は、操作によってベースバンド信号の場合
とMUSE信号の場合とを切り替えるようなハードウエア的
な切替スイッチで構成することもできる。ヘッド切替回
路12は、この信号選択回路14からの信号に基づいて前記
切り替えを行う。

速度制御回路15は、この信号選択回路14からの信号に基
づいてビデオテープ７の走行速度の制御を行う回路であ
る。この速度制御回路15の出力は、キャプスタンモータ
16に接続されている。キャプスタンモータ16は、キャプ
スタン18を駆動するモータであり、ビデオテープ７は、
このキャプスタン18とピンチローラ17によって一定速度
で走行するようになっている。

上記構成のビデオ信号記録再生装置の動作を第５図に基
づいて説明する。

ビデオ信号の記録再生時には、信号選択回路14がベース
バンド信号かMUSE信号かの判別を行う。そして、これに
応じてヘッド切替回路12が磁気ヘッド２・３の切替を行
うと共に、速度制御回路15がビデオテープ７の走行速度
の制御を行う。

ビデオ信号がベースバンド信号である場合には、ヘッド
切替回路12により磁気ヘッド2a・2b及び磁気ヘッド3a・
3bが選択され、速度制御回路15がビデオテープ７の走行
速度を高速にする。従って、この場合ビデオテープ７上
には、第５図（ａ）に示すようなトラックパターンが形
成される。即ち、互いに隣接する主トラック8a・8bが磁
気ヘッド2a・2bによって同時に形成され、また、互いに
隣接する補助トラック9a・9bが磁気ヘッド3a・3bによっ
て同時に形成される。そして、回転ドラム１の１回転の
間に１フィールドが主トラック8a・8bと補助トラック9a
・9bの２本ずつのトラックによって形成され、２チャン
ネル記録となる。また、これら磁気ヘッド2aと磁気ヘッ
ド2b及び磁気ヘッド3aと磁気ヘッド3bは、磁気ギャップ
６が逆のアジマス角を有しているので、主トラック8aと
主トラック8b及び補助トラック9aと補助トラック9bのガ
ードバンドレス記録が可能となり、ビデオテープ７の有
効活用ができる。

ビデオ信号がMUSE信号である場合には、ヘッド切替回路
12により磁気ヘッド2a・2c及び磁気ヘッド3a・3cが選択
され、速度制御回路15がビデオテープ７の走行速度を低
速とする。従って、この場合ビデオテープ７上には、第
５図（ｂ）に示すようなトラックパターンが形成され
る。即ち、主トラック8aが磁気ヘッド2aによって形成さ
れると、回転ドラム１の次の回転により、これに隣接す
る主トラック8cが磁気ヘッド2cによって形成される。ま
た、補助トラック9aが磁気ヘッド2aによって形成される
と、回転ドラム１の次の回転で、これに隣接する補助ト
ラック9cが磁気ヘッド3cによって形成される。従って、
この場合には、１フィールドが主トラック8a又は主トラ
ック8cと補助トラック9a又は補助トラック9cのそれぞれ
の１本ずつのトラックによって形成され、１チャンネル
記録が行われる。また、これら磁気ヘッド2aと磁気ヘッ
ド2c及び磁気ヘッド3aと磁気ヘッド3cは、磁気ギャップ
６が逆のアジマス角を有しているので、主トラック8aと
主トラック8c及び補助トラック9aと補助トラック9cのガ
ードバンドレス記録が可能となり、ビデオテープ７の有
効活用ができる。

なお、このMUSE信号の場合に選択される磁気ヘッド2c
は、磁気ヘッド2aに対して20゜遅れた位置に配置されて
いることから、主トラック8cが主トラック8aに対して信
号位相的にも20゜の遅れを生じる。従って、このMUSE信
号の場合には、ラインメモリ等によりビデオ信号を遅延
させて、この遅れを調整する必要がある。

上記ベースバンド信号の場合とMUSE信号の場合における
各仕様を第１表に示す。ただし、いずれもトラックパタ
ーンは、Ｈ並びされている場合を示す（α_H＝1.5）。

以上説明したように、本実施例のビデオ信号記録再生装
置は、広帯域のビデオ信号を画像品質を低下させること
なく２チャンネル記録すると共に、狭帯域のビデオ信号
については、１チャンネル記録を行うことにより長時間
の記録を行うことができる。

なお、ビデオ信号だけでなく、PCM音声信号を記録する
場合にも、ベースバンド信号の場合には16ビットの量子
化で４チャンネル記録を行い、MUSE信号の場合は８ビッ
トの量子化で４チャンネル記録を行い得ることは上記の
場合と同様である。

また、本実施例においては、いわゆる1.5ヘッド方式に
よるビデオ信号記録再生装置について説明したが、他の
方式によって行うことも可能であって、ドラム径やヘッ
ド取り付け寸法も上記に限定されるものではない。さら
に、HD−TVの場合に限らず、他のシステムにおいて広帯
域のビデオ信号と狭帯域のビデオ信号とが選択できる場
合にも、同様に実施可能である。

〔発明の効果〕

本発明に係るビデオ信号記録再生装置は、以上のよう
に、回転ドラム上の磁気ヘッドによってビデオテープに
ビデオ信号をヘリカル記録するビデオ信号記録再生装置
において、第１の磁気ヘッドと、この第１の磁気ヘッド
に対して磁気ギャップが逆にアジマス角を有し、かつ、
この第１の磁気ヘッドによってビデオテープ上に形成さ
れる記録トラックに隣接した記録トラックを回転ドラム
の同一回転時に形成し得る位置に配置された第２の磁気
ヘッドと、第１の記録ヘッドに対して磁気ギャップが逆
のアジマス角を有し、かつ、回転ドラムの先の回転時に
第１の磁気ヘッドによってビデオテープ上に形成される
記録トラックに隣接した記録トラックを回転ドラムの次
の回転時に形成して得る位置に配置された第３の磁気ヘ
ッドとからなる磁気ヘッドの組が１組又は２組以上回転
ドラム上に設けられると共に、上記第２の磁気ヘッドと
第３の磁気ヘッドを切り替えることにより、第１の磁気
ヘッドと組み合わせて用いる磁気ヘッドを定めるヘッド
切替手段と、このヘッド切替手段による磁気ヘッドの切
り替えに伴って、第２の磁気ヘッドを用いる場合にはビ
デオテープの走行速度を高速とし、第３の磁気ヘッドを
用いる場合にはビデオテープの走行速度を低速とするテ
ープ速度切替手段とが設けられた構成をなしている。

これにより、第２の磁気ヘッドが用いられた場合には、
第１の磁気ヘッドと第２の磁気ヘッドとが高速で走行す
るビデオテープ上に互いに隣接する記録トラックを２本
ずつ同時に形成することになる。また、第３の磁気ヘッ
ドが用いられた場合には、第１の磁気ヘッドと第３の磁
気ヘッドとが低速で走行するビデオテープ上に互いに隣
接する記録トラックを回転ドラムの１回転ごとに交互に
形成することになる。

従って、本発明は、広帯域のビデオ信号と狭帯域のビデ
オ信号を１台の装置で記録再生することが可能となり、
画像品質を優先するか記録時間を優先するかをユーザー
が適宜選択できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図はビデオ信号記録再生装置の制御部のブロッ
ク図、第２図は回転ドラムの平面図、第３図は磁気ヘッ
ドの位置関係を示す配置図、第４図は磁気ヘッドによっ
て形成されるトラックパターンを示すビデオテープの正
面図、第５図（ａ）はベースバンド信号を記録した場合
のトラックパターンを示すビデオテープの正面図、第５
図（ｂ）はMUSE信号を記録した場合のトラックパターン
を示すビデオテープの正面図である。１は回転ドラム、2a・3aは磁気ヘッド（第１の磁気ヘッ
ド）、2b・3bは磁気ヘッド（第２の磁気ヘッド）、2c・
3cは磁気ヘッド（第３の磁気ヘッド）、６は磁気ギャッ
プ、７はビデオテープ、８は主トラック（記録トラッ
ク）、９は補助トラック（記録トラック）、12はヘッド
切替回路（ヘッド切替手段）、15は速度制御回路（テー
プ速度切替手段）である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転ドラム上の磁気ヘッドによってビデオ
テープにビデオ信号をヘリカル記録するビデオ信号記録
再生装置において、第１の磁気ヘッドと、この第１の磁気ヘッドに対して磁
気ギャップが逆のアジマス角を有し、かつ、この第１の
磁気ヘッドによってビデオテープ上に形成される記録ト
ラックに隣接した記録トラックを回転ドラムの同一回転
時に形成し得る位置に配置された第２の磁気ヘッドと、
第１の記録ヘッドに対して磁気ギャップが逆のアジマス
角を有し、かつ、回転ドラムの先の回転時に第１の磁気
ヘッドによってビデオテープ上に形成される記録トラッ
クに隣接した記録トラックを回転ドラムの次の回転時に
形成し得る位置に配置された第３の磁気ヘッドとからな
る磁気ヘッドの組が１組又は２組以上回転ドラム上に設
けられると共に、上記第２の磁気ヘッドと第３の磁気ヘ
ッドを切り替えることにより、第１の磁気ヘッドと組み
合わせて用いる磁気ヘッドを定めるヘッド切替手段と、
このヘッド切替手段による磁気ヘッドの切り替えに伴っ
て、第２の磁気ヘッドを用いる場合にはビデオテープの
走行速度を高速とし、第３の磁気ヘッドを用いる場合に
はビデオテープの走行速度を低速とするテープ速度切替
手段とが設けられたことを特徴とするビデオ信号記録再
生装置。