JPH077540B2 - トラツキング制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はトラツキング制御方法に係り、特に記録媒体上
に並列する多数のトラツクに対して、ｎトラツク毎（ｎ
は２以上の整数）に同系統の情報信号が配される様複数
系統の情報信号を記録し、該記録媒体から前記情報信号
の再生を行うシステムに於けるトラツキング制御方法に
関する。

〔従来の技術〕

近年、各種の情報信号をデイジタル化し、上述の如きシ
ステムに於いて記録再生することが頻繁に行われる様に
なって来た。一方、デイジタル化した情報信号の帯域は
アナログ情報信号のそれに対して極めて広く、これに伴
なって高密度磁気記録等を行う必要が生じ、例えばトラ
ツクピツチも広くはとれないものである。

他方デイジタル情報信号の再生時に於いてトラツキング
エラーが発生すると、符号誤りの発生確率が著しく増加
する。これは所謂誤り訂正符号等で訂正することも考え
られるが、誤り訂正符号の訂正能力を向上させることは
冗長度を上げることになるため好ましくない。従ってこ
の種のシステムに於いてトラツキングの精度を向上させ
ることは大きなテーマである。

これに対して従来この種のシステムに於けるトラツキン
グ制御方法としては、テープ状記録媒体の端部にトラツ
クピツチに対応した周波数のコントロール信号（CTL）
を固定ヘツドで記録し、これを再生して基準信号とを位
相比較してトラツキングエラー信号を得る方法（CTL方
式）、互いに異なる４種類の周波数を有するパイロツト
信号を順次トラツク毎に情報信号と重畳して記録し、再
生時に制御目標のトラツクの両隣接トラツクより再生さ
れたパイロツト信号レベルを比較してトラツキングエラ
ー信号を得る方法（４周波方式）等が用いられてきた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがCTL方式にあっては記録トラツクから得られる
情報に基づいてトラツキング制御を行っている訳ではな
いので、例えばトラツクの直線性が損なわれている場合
や、CTLの再生ヘツドの取付け誤差等に伴い正確なトラ
ツキング制御信号が得られない場合がある。

また４周波方式にあってはCTL方式の問題点は解決でき
るが、情報信号に対して４種類ものパイロツト信号を重
畳するため、情報信号の帯域を制限する事になってしま
う。特にデイジタル信号の場合には記録帯域の下端が10
0KHz程度にまで延びる為４種類もの周波数を重畳するの
は不可能である。

また、例えばビデオ信号等の単位時間当りの情報量が多
い情報を記録する場合は、１系統のデイジタル信号とし
て記録することは難しく、マルチチヤンネル化し、例え
ば１フイールド分のビデオ信号を複数のトラツクに分割
して記録することが行われている。この場合再生時との
トラツクにどの系統のビデオ信号が記録されているかを
判別しなければならず、これができない場合には分割さ
れたビデオ信号を再合成することは不可能である。記録
された系統を判別する場合、回路構成として各種のスイ
ツチング回路を必要としないという意味から、ｎ系統に
分割されたビデオ信号を夫々ｎ個の再生ヘツドを専用に
して再生することが望ましい。

この場合、ｎ個の再生ヘツドが所望の系統のビデオ信号
が記録されているトラツクのみを確実にトレースする様
制御しなければならない。

また、ヘツドの数がn/m個である場合（ｍは整数）で
も、複数個であれば各ヘツドのトレースすべきトラツ
ク、即ち再生すべき系統は常に定められた系統でなけれ
ばならない。

これは、例えば前述のCTL方式ではｎトラツクピツチ周
期のCTLを記録することにより実現できるが、前述の４
周波方式の場合は、４の整数分の１の系統数ｎ、即ちｎ
＝4,2のいずれかの場合に対してしか対応がとれない。

本発明は上述の如き問題に鑑みてなされ、ｎ（ｎ≧２）
系統の情報信号がｎトラツク周期で循環的に記録されて
いる記録媒体から、情報信号を再生する際複数の再生ヘ
ツドが夫々定められた系統の信号を再生できる様なトラ
ツキング制御を単一周波数のパイロツト信号を記録する
だけで実現することのできるトラツキング制御方法を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的下に於いて本発明のトラツキング制御方法に
あっては、記録媒体上に並列する多数のトラツクに対し
て、ｎトラツツク毎（ｎは２以上の整数）に同系統の情
報信号が配される複数系統の情報信号を記録し、該記録
媒体から前記情報信号の再生を行うシステムに於いて、
前記多数のトランク中の制御目標トラツクの位相に対し
てその両隣接トラツクの位相が互いに逆方向に同一量シ
フトする単一周波数のパイロツト信号をｎ×ｉトラツク
周期（ｉは１以上の整数）の記録パターンで情報信号と
共に記録し、前記情報信号の再生時、前記制御目標トラ
ックから再生されるべきパイロット信号の位相を示す基
準信号を形成し、該基準信号の位相と実際に再生された
パイロット信号の位相との差に基づきトラッキングエラ
ー信号を形成し、該トラッキングエラー信号に応じてト
ラツキング制御を行う構成としている。

〔作 用〕

上述の如き構成とすることにより、制御目標となるトラ
ツクを隣接するｎトラツク中の１つに規定することがで
きる様に複数の再生ヘツドが夫々再生すべきトラツクの
みをトレースする様トラツキング制御を行うことができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

第５（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例としてのデイジ
タルVTRのヘツド構成を示す図である。図中Ha,Hb,Hc,Hd
は夫々回転ビデオヘツドであり、シリンダ１上に互いに
90゜の位相差をもって取付けられている。また、ヘツド
Ha,ヘツドHcは夫々＋θ゜のアジマス角を有し、ヘツドH
b,ヘツドHdは夫々−θ゜のアジマス角を有するものとす
る。

また磁気テープ２はシリンダ１に対し180゜以上の角範
囲に亘って巻装され、シリンダ２が１回転する間に１フ
イールド分のデイジタルビデオ信号がヘツドHa,Hb,Hc,H
dによって形成される４本のトラツク上に記録されるも
のとする。従ってこの時シリンダ２は毎秒60回転し、各
トラツクは1/120秒で形成されるものである。

第１図（Ａ），（Ｂ）は本実施例に於けるデイジタルVT
Rによる記憶パターンを説明するための図である。第１
図（Ａ）に於いて各ヘツドHa,Hb,Hc,Hdはテープ２上を
矢印３に示す方向にトレースするものとし、図中p1,p2,
p3,p4は互いに90゜づつ位相の異なるパイロツト信号を
示し、かつこのパイロツト信号の周波数は50KHz程度の
単一周波数のものである。ところで、ここで各パイロツ
ト信号の位相はテープ２上での位相であり、隣接トラツ
クに於いて位相が90゜シフトしている場合には同一ヘツ
ドでこれらを再生した時その再生位相が90゜シフトする
ことを示す。第１図（Ｂ）はp1,p2,p3,p4の位相関係を
ベクトルで示す図である。

次に本実施例によるトラツキング制御の原理について第
２図（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。今、第２図
（Ａ）に示す如く制御目標トラツクに記録されているパ
イロツト信号がp1であり、その両隣接トラツクに記録さ
れているパイロツト信号がp2,p4である時、ヘツドが制
御目標トラツクに対してジヤストトラツク状態であれば
該ヘツドより再生されるパイロツト信号の合成位相ベク
トルはp1と一致する。これに対してヘツドが制御目標ト
ラツクからp2の記録されているトラツク側にずれた時は
再生パイロツト信号の合成位相が第２図（Ｂ）に於ける
Pm₁の様に変化し、p4の記録されているトラツク側にず
れた時は再生パイロツト信号の合成位相が第２図（Ｂ）
に於けるPm₂の様に変化する。

第３図は本実施例のデイジタルVTRの概略構成を示す
図、第４図は第３図各部の波形を示すタイミングチヤー
トである。

まず端子10より入力されたビデオ信号は記録デイジタル
信号処理回路11にてデイジタル信号処理され、１フイー
ルドのビデオ信号が４系統のデイジタル信号に分割され
互いに1/4フイールド期間（1/240秒）ずつシフトしたタ
イミングで出力される。基準発振器13はパイロツト信号
の周波数を与える基準信号を発生するもので、この基準
信号はスイツチ14のＲ側の介して位相比較器（PC）15に
供給される。PC15では電圧制御発振器（VCO）16の出力
信号と基準信号とが位相比較され、この比較出力はロー
パスフイルタ（LPF）17及びスイツチ18のＲ側を介して
前記VCOを制御する。

ところでこの基準信号の周波数は斜めにトラツクを形成
していることによる隣接トラツクのシフト量に対して波
長がその整数分の１でかつ240Hzの整数倍にするものと
し、これによって各ヘツドに全てに基準信号と同一周波
数の信号を同一位相で供給すればテープ２上の位相は各
トラツク間に於いて全て一致する。

遅延回路（DL）19,20,21は夫々入力信号を基準信号の1/
4波長ずつシフトするためのもので、これらの出力はVCO
16の出力信号に対して、夫々90゜,180゜,270゜位相がシ
フトしたものとなり、VCO16の出力をパイロツト信号p1
とした時、DL19,20,21の出力は夫々p2,p3,p4となる。

４相PG発生器25は第５図（Ａ）に於ける回転シリンダ５
の回転位相に基づき各ヘツドHa,Hb,Hc,Hdの記録再生タ
イミングを示す４種の位相パルス（PG）を第４図
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す如く発生する。
26はPLL等による８逓倍器でPGの８倍の周波数の信号
（第４図（ｅ）に示す）を発生する。この信号（ｅ）は
スイツチ22,23,24を制御し、この結果スイツチ22からは
１本のトラツクが形成される間に８回に渡り出力される
パイロツト信号がp1とp2の間で切換えられ、同様にスイ
ツチ23,24から出力されるパイロツト信号はp1とp3,p1と
p4の間で夫々切換えられる。

前述した１系統のデイジタル信号は混合器12a,12b,12c,
12dによって夫々上述の如く発生したパイロツト信号と
混合され、スイツチ27a,27b,27c,27dのＲ側及びスイツ
チ28a,28b,28c,28dを介してヘツドHa,Hb,Hc,Hdにて夫々
記録される。スイツチ28a,28b,28c,28dは夫々前述のPG
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）によりオンオフされ
る。

上述の様な過程により、第１図（Ａ）に示す如き位相を
もって単一周波数のパイロツト信号がデイジタルビデオ
信号と共に記録されるものである。

次に本実施例の装置の再生時の動作について説明する。
スイツチ27a,27b,27c,27dは夫々Ｐ側に接続され、PG
（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）によりスイツチ28a,28
b,28c,28dを制御することにより各ヘツドHa,Hb,Hc,Hdよ
り再生信号が得られる。これら４系統の再生信号は再生
デイジタル信号処理回路29に供給され、ここで元のビデ
オ信号を復元して、再生ビデオ信号として端子30より出
力する。

他方４系統の再生信号は夫々BPF31a,31b,31c,31dに供給
されパイロツト信号成分が分離される。ここで第１図
（Ａ）より明らかな様に領域a1,a3,a5,a7より再生され
るパイロツト信号は必ずp1である。これに対し８逓倍器
26より出力されるパルス信号（ｅ）がハイレベルの時に
は各ヘツドHa,Hb,Hc,Hdは領域a1,a3,a5,a7をトレースす
るので、この時スイツチ32a,32b,32c,32dをＨ側に接続
すれば加算器33に入力されるパイロツト信号はp1という
ことになる。従って加算器33が出力されるパイロツト信
号はテープ上をトレースしている２つのヘツドより再生
されたp1の平均の信号ということになる。ヘツドの取付
け誤差に伴う位相差は、この加算器33の出力をPC15,LPF
17,VCO16よりなるPLL回路に供給することにより平滑化
される。但しPC15にあってはパイロツト信号p1が再生さ
れる領域を再生中のエラー信号のみ有効であるので、こ
れをサンプルホールド回路（S/H）35でサンプルホール
ドしている。これによってVCO16からは４つのヘツドの
取付け位置のバラつき等が平滑されたp1の基準信号が、
DL19,20,21からは夫々p2,p3,p4の基準信号が得られるこ
とになる。

一方スイツチ32a,32b,32c,32dのＬ側端子からはヘツドH
a,Hb,Hc,Hdが領域a2,a4,a6,a8をトレース中の再生信号
より分離されたパイロツト信号が出力されている。この
パイロツト信号の位相は制御トラツクに対するトラツク
ずれに応じて変化する。今、各パイロツト信号の位相が
第１図（Ｂ）に示す関係にあれば各ヘツドが制御目標ト
ラツクに対して第１図（Ａ）上で右側にずれた時再生パ
イロツト信号の位相は時計方向に回転し、左側にずれた
時は反時計方向に回転する。

従ってPC34a,34b,34c,34dでは各ヘッドHa,Hb,Hc,Hdの制
御目標トラックのパイロット信号の位相に対応する位相
を有する基準信号p1,p2,p3,p4と各ヘッドからの再生パ
イロツト信号を位相比較することによりトラツキングエ
ラー信号が得られる。但しこの場合各ヘツドHa,Hb,Hc,H
dが夫々領域a2,a4,a6,a8をトレース中のエラー信号のみ
が有効であるので、このタイミングを示す信号（第４図
（ｆ），（ｇ），（ｈ），（ｉ）に示す）をインバータ
35,アンドゲート36a,36b,36c,36dを用いて形成し、ゲー
ト37a,37b,37c,37dを制御する。これによって加算器38
には有効なトラツキングエラー信号のみが入力され、こ
の加算器38の出力はLPF39を介してキヤプスタン制御回
路40に供給される。キヤプスタン制御回路40は前記トラ
ツクずれを補償する方法にキヤプスタン41とピンチロー
ラ42によるテープ２の走行を制御する。

上述の実施例のデイジタルVTRに於いては単一周波数の
パイロツト信号を重畳するだけでトラツキング制御が行
えるのでデイジタルビデオ信号の帯域が大きくとれる様
になった。またこのエラー信号を形成する際の基準位相
はテープの幅方向に様々な位置から再生された信号に基
づいて得られるので、回転ヘツドによる再生時のジツタ
によるトラツキングエラー信号への影響を小さく抑える
ことができる。また各ヘツドの制御目標トラツクに記録
されるパイロツト信号の位相は常に同位相であるため、
回路を構成する場合のスイツチング回路系の構成が簡略
化できるものである。また全てのヘツドの再生信号を用
いてトラツキングエラー信号を形成している為、各ヘツ
ドの取付け位置のバラつきにも対応でき、極めて良好な
トラツキング制御信号を得ることができるものである。

尚、本発明のトラツキング制御方法は上述の実施例に於
けるパイロツト信号の配置に限定されるものではなく、
他の配置とすることも可能である。

第６図〜第８図は夫々１フイールド分のビデオ信号を４
系統の信号として４つのトラツクに分割して記録する場
合に於けるパイロツト信号の配置の他の例を示す図であ
る。図中p1,p2,p3,p4の持つ意味は第１図（Ａ）のそれ
と同じであり、斜線部はパイロツト信号を記録しないこ
とを示すものである。

第６図の記録パターンは各トラツクの下端部には常にp1
を記録し、トラツクの大部分を占める他の部分にはp1,p
2,p3,p4をトラツク毎に循環的に記録する。上記記録パ
ターンによりトラツキング制御を行うことを考えると、
各トラツク下端部から再生されるp1によりリフアレンス
パイロツト信号を形成し、他の部分から再生されるパイ
ロツト信号とこのリフアレンスパイロツト信号との位相
差に基づいてトラツキング制御を行うことになる。この
場合、第１図（Ａ）に示す記録パターンに比べて、リフ
アレンスパイロツト信号の位相のトラツクの上端部に於
ける信頼性は低下するが、トラツクのほぼ全域からトラ
ツキング制御信号を得ることができるので直線性の劣化
したトラツクに対してトラツキングを行う場合に適して
いる。

第７図の記録パターンは各トラツクの下端部へパイロツ
ト信号を記録するトラツクを４トラツクに１つとし、他
の部分には第６図の場合と同様にp1,p2,p3,p4を循環的
に記録する。この場合p1の記録されているトラツクの下
端部からの再生信号のみによりリフアレンスパイロツト
信号を形成し、他の部分から再生されるパイロツト信号
とこのリフアレンスパイロツト信号との位相差に基づい
てトラツキング制御を行う。このパターンに於いてはリ
フアレンスパイロツト信号の位相の信頼性がp4の記録さ
れているトラツクでは低下してしまうが、各ヘツドで記
録するパイロツト信号は１種類のみであり、第６図の例
に比べて回路構成は大幅に簡単になる。

第８図に於いて制御目標となり得るトラツクはT₁,T₂,
T₃,T₄,T₅であり、図示の如く２トラツク毎に存在する。
制御目標トラツクにはp1のみが記録され、その両隣接ト
ラツクの領域a2,a4,a6,a8にはp2,p4が記録される。即ち
制御目標トラツクをトレースすべきヘツドの制御a1,a3,
a5,s7からの再生パイロツト信号によりリフアレンスパ
イロツト信号を形成し、これと領域a2,a4,a6,a8からの
再生パイロツト信号との位相差によりトラツキング制御
信号を得ようとするものである。但しこの場合、各制御
目標トラツク毎にトラツキングエラー信号の方向が反転
するので、トラツキングエラー信号を反転アンプ等によ
り適宜反転させてやらねばならない。

ここまでの実施例は全て１フイールドのビデオ信号を４
つのトラツクに分割して記録する場合の実施例について
の説明であったが、この分割されたトラツク数、即ち情
報信号の系統数は任意に設定可能であり、以下６系統の
情報信号を循環的に記録する場合の記録パターンを第９
図，第10図を例にとって説明する。

第９図に於いてp1′,p2′,p3′,p4′,p5′,p6′は記録
媒体上に於ける位相差が互いに60゜である６つのパイロ
ツト信号を示す。第９図の記録パターンは各トラツクの
下端部へp1′のパイロツト信号を記録する様にし、パイ
ロツト信号が記録されているトラツクの下端部より再生
されたp1′を用いリフアレンスパイロツト信号を形成
し、第６図の場合と同様の要領でトラツキング制御を行
うものである。この例の様に隣接トラツク間のパイロツ
ト信号の位相差が60゜であっても、90゜の場合よりS/N
は低下するもののトラツキング制御を同様に行うことが
できる。

また６系統の情報信号を循環的に記録する場合でも、前
述のp1,p2,p3,p4で対応できる。その記録パターンの一
例は第10図に示した。

第10図に示す記録パターンではテープの幅方向に各トラ
ツクを10の領域a1〜a10に分割し、制御目標トラツクはT
a,Tb,Tcに示す如く３トラツク毎となる。このパターン
にあってはパイロツト信号の記録パターンの周期が６ト
ラツク周期となり、６つのヘツドでデイジタルビデオ信
号を記録する場合に適している。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明によれば、ｎトラツク周期でｎ
系統（ｎ≧２）の情報が記録されている記録媒体を複数
のヘツドで再生する場合に、各ヘツドが所望の系統の情
報信号を良好なトラツキング状態でトレースすることが
でき、スイツチング回路等の回路構成を簡略化できる。
また記録されるパイロツト信号は単一周波数のものだけ
で良く、記録される情報信号の帯域を制限することにな
い。更に隣接トラツク間のパイロツト信号の位相差は任
意に設定できるので所望のトラック周期（ｎ×ｉ）でパ
イロット信号が記録でき、この周期の整数分の１の情報
信号の系統数（ｎ）も任意に設定することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明のトラツキング制御方法
の一実施例としてのデイジタルVTRによる記録パターン
を示す図、第２図（Ａ），（Ｂ）は本発明の実施例に於
けるトラツキング制御の原理を説明するための図、第３
図は本発明の一実施例としてのデイジタルVTRの概略構
成を示す図、第４図は第３図各部の波形を示すタイミン
グチヤート、第５図（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例
としてのデイジタルVTRのヘツド構成を示す図、第６図
〜第10図は夫々テープ上のパイロツト信号の位相配置の
他の例を示す図である。 図中、２は記録媒体としての磁気テープ、11は記録デイ
ジタル信号処理回路、12a,12b,12c,12dは夫々加算器、1
3は基準発振器、16は電圧制御発振器、19,20,21は夫々
遅延回路、22,23,24は夫々スイツチ、25は４相PG発生
器、26は８逓倍器、29は再生デイジタル信号処理回路、
34a,34b,34c,34dは夫々位相比較器、38は加算器、40は
キヤプスタン制御回路、41はキヤプスタン、a1〜a10は
夫々トラツクを分割した領域、p1,p2,p3,p4は夫々パイ
ロツト信号である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 伸逸 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 樫田 素一 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 音川 光弘 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭58−41469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−121165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−121163（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体上に並列する多数のトラックに対
   して、ｎトラック毎（ｎは２以上の整数）に同系統の情
   報信号が配されるよう複数系統の情報信号を記録し、該
   記録媒体から前記情報信号の再生を行うシステムに於い
   て、 前記多数のトラック中の制御目標トラックの位相に対し
   てその両隣接トラックの位相が互いに逆方向に同一量シ
   フトするよう単一周波数のパイロット信号をｎ×ｉトラ
   ック周期（ｉは１以上の整数）で情報信号と共に記録
   し、 前記情報信号の再生時、前記制御目標トラックから再生
   されるべきパイロット信号の位相を示す基準信号を形成
   し、 該基準信号の位相と実際に再生されたパイロット信号の
   位相との差に基づきトラッキングエラー信号を形成し、 該トラッキングエラー信号に応じてトラッキング制御を
   行う トラッキング制御方法。