DE2445981C3 - Einrichtung zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals für mehrere aufeinanderfolgende, stillstehende Bilder - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals für mehrere aufeinanderfolgende, stillstehende Bilder und eines entsprechenden Tonsignals, mit einem Kassettenmagnettonband mit parallelen und getrennten Tonspuren, die parallel zur Längsrichtung des Bandes verlaufen und einen schmalen Spurzwischenraum bestimmen, mit in dem Spurzwischenraum getrennt angeordneten Videospuren, die parallel zur Längsrichtung des Bandes verlaufen und getrennt von den Tonspuren sind, wobei das Videosignal für die stillstehenden Bilder auf den Videospuren des Magnetbandes und die Tonsignale auf den Tonspuren des Magnetbandes aufzeichenbar sind, mit einer magnetischen Wandlervorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe des Videosignals auf den Videospuren, welche Wandlervorrichtung eine Mehrzahl von drehbaren, jeweils mit einem Luftspalt versehenen Magnetköpfen, eine Bandtransportvorrichtung zur Bewegung des Magnetbandes längs eines Weges und um die Wandlervorrichtung herum, und einen feststehenden Magnetkopf zur Aufzeichnung und Wiedergabe des Tonsignals auf den Tonspuren des Magnetbandes besitzt, wobei der feststehende Magnetkopf längs des Weges angeordnet ist und einen Luftspalt aufweist

Herkömmlicherweise wird bei verschiedenen Aufzeichnungs- und Wiedergabegeräten ein Magnetband benutzt, das mehr als zwei Magnetspuren aufweist Bei solchen Geräten muß unter allen Umständen ein Übersprechen zwischen zwei benachbarten Spuren verhindert werden. Beispielsweise muß bei einem derartigen Tonaufzeichnungs- und -wiedergabegerät, wie ein Vierspur-zweikanal-Stereogerät, zum Verhindern eines Obersprechens zwischen den Aufzeichnungsspuren und Kanälen bei der Wiedergabe des aufgezeichneten Stereotonsignals zwischen benachbarten Aufzeichnungsspuren sin möglichst breites Trennband oder eine kräftige magnetische Abschirmung vor dem Magnetkopf vorgesehen werden.

Bei schmalen Aufzeichnungsspuren und damit auch einem schmalen Trennband besteht jedoch die Gefahr, daß ein auf der benachbarten Spur aufgezeichnetes Signal verfälscht wiedergegeben wird, wenn das Magnetband von der Bewegungsbahn abweicht, wodurch die Signaltrennung für die Aufzeichnungsspuren verschlechtert wird. Befindet sich eine Tonspur zum Aufzeichnen eines Tonsignals neben einer Videospur zum Aufzeichnen eines Videosignals, so wird das Verhältnis Signal: Rauschen der wiedergegebenen beiden Signale bei einer Abweichung des Magnetbandes von der Laufrichtung verschlechtert

Eine Video-Magnetbandanlage zur Einzelbildaufnahme und Wiedergabe mit Längsspuraufzeichnung ist aus der US-PS 3051 777 bekanntgeworden, bei der das Videosignal mittels rotierender Magnetköpfe aufgezeichnet und wiedergegeben wird. Ferner wird ein feststehender Kopf zur Aufzeichnung und Wiedergabe niederfrequenter Steuersignale vorgesehen. Jedoch ist das niederfrequente Steuersignal (Markierungssignal) nicht ein Tonsignal, sondern ein Positionsfeststellungs* signal, mit dem die Position der Videosignale festgestellt werden kann.

Es ist ferner bekannt (DT-OS 19 35109), zur Verminderung der gegenseitigen Beeinflussung zweier benachbarter Videospuren, die mit verschiedenen Magnetköpfen zusammenwirken, den Kernspalt eines der Köpfe aus der normalerweise zur Spurrichtung senkrechten Richtung so zu verdrehen, daß die beiden Kernspalten einen spitzen Winkel einschließen. Bei der Aufzeichnung der Farbsignale und Helligkeitssignale werden zuerst die Farbsignale und Farbsignalspuren aufgezeichnet. Danach werden die Helligkeitssignale aufgezeichnet, um so mindestens Teile der Farbsignale zu überlappen. Die Verwendung von Magnetköpfen unter verschiedenen Azimutwinkeln dient dazu, ständig

eine Überlappung zwischen den Videosignalen vorzusehen. Es findet sich jedoch kein Hinweis darauf, wie ein mögliches »Quersprechen« zwischen dem Signal auf der Tonspur und dem Signal auf der Videospur (das durch eine Auslenkung des Bandes senkrecht zu seiner S Laufrichtung auftreten kann) verhindert werden kann (wobei die Spuren völlig voneinander getrennt sind).

Schließlich beschreibt die DT-OS 23 13 324 eine Einrichtung zur Wiedergabe des Videosignals eines stillstehenden Bildes sowie des Tonsignals für dieses stillstehende Bild, wobei beide Signale auf demselben Magnetband aufgezeichnet sind.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht dain, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der eine Verschlechterung des Verhältnisses Signal: Rauschen bei einer Auslenkung des Magnetbandes quer zu seiner Laufrichtung weitgehend unterdrückt werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daB der Luftspalt der drehbaren Magnetköpfe unter einem anderen Azimutwinkel bezüglich der Videospuren steht als der Luftspalt des feststehend»! Magnetkopfes bezüglich der Tonspuren, wodurch eins gegenseitige Beeinflussung zwischen den Videoköpfen und den Tonspuren einerseits, und den Videospuren und den Tonköpfen andererseits aufgrund möglicher Abweichungen des Magnetbandes senkrecht zu seiner Laufrichtung unterdrückbar ist

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen herausgestellt

Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben. In den Zeichnungen ist die

F i g. 1 eine Darstellung eines Teiles eines in der erfindungsgemäßen Einrichtung benutzten Magnetbandes, auf dem das Videosignal und das Tonsignal aufgezeichnet wird,

Fig.2, 3 eine vergrößert gezeichnete Darstellung eines Teiles der Aufzeichnungsspuren und der Anordnung der betreffenden Magnetköpfe,

Fig.4 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen dem Azimutwinkel des Magnetkopfes und dem Verlust des wiedergegebenen Signals zwecks Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 eine Darstellung der Anordnung der Tonspur und der Videospur nach der Erfindung, und die

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer Kopfanordnung und der Mittel zum Bewegen eines Magnetbandes bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gerätes.

Die F i g. 1 zeigt die Anordnung der Aufzeichnungsspuren 1, 2,5 und 6 auf einem Magnetband 13 für die Tonsignale bei einer Ausführungsform der Erfindung. Bei einer solchen Anordnung der Aufzeichnungsspuren kann das Tonsignal von verschiedenen Geräten, z. B. von einem Stereotonbandgerät aufgezeichnet und wiedergegeben werden. Nach der Erfindung wird bei Verwendung eines Magnetbandes einer Tonbandkassette, beispielsweise mit einer Bandbreite von 3,8 mm, wobei die Lage der Tonaufzeichnungsspuren bereits festgelegt ist, wie in der F i g. 1 dargestellt, die Videospur zum Aufzeichnen des Videosignals entsprechen dem Tonsignal an derjenigen Stelle vorgesehen, an der kein Tonsignal aufgezeichnet ist. Nach der Darstellung in der F i g. 1 befinden sich die Videospuren f j 3 und 4 auf dem schmalen Trennband zwischen den Tonspuren 2 und S. Die Anordnung ist nach der Erfindung so getroffen, daß bei der Wiedergabe der Signale aus einer Aufzeichnungsspur der Einfluß der benachbarten Spur wesentlich vermindert werden kann.

Bei den üblichen Fernsehsystemen wie NTSC, PAL oder SECAM, umfaßt das Videosignal das Frequenzband von einer Gleichstromkomponente bis zu ungefähr 4MHz, Bei der Aufzeichnung eines solchen Videosignals auf dem Magnetband erfolgt die Aufzeichnung durch einen feststehenden Magnetkopf, an dem das Band mit hoher Geschwindigkeit vorbeigeführt wird, oder ein Feld in einer Folge von W Feldern des Videosignals (N- eine beliebige ganze Zahl) wird von einem drehbaren Magnetkopf aufgezeichnet, wobei das Magnetband mit der Geschwindigkeit bei der Aufzeichnung des Tonsignals bewegt wird Da die Aufzeichnung des niederfrequenten Signals bei der magnetischen Aufzeichnung schwierig ist, und da bei der Wiedergabe des aufgezeichneten Signals Schwankungen auftreten können, wird bei der Aufzeichnung des Videosignals dieses oftmals frequenzmoduliert Bei der Aufzeichnung eines Farbvideosignals wird oftm?=-;?· das Farbunterträgersignal in ein niederfrequentes Signal umgewandelt, das auf dem Magnetband zusammen mit dem frequenzmodulierten Luminanzsignal aufgezeichnet wird.

Wird die Spur, in der das umgewandelte Videosignal aufgezeichnet wird, von der benachbarten Spur, in der das Tonsignal aufgezeichnet wird, durch ein schmales Trennband getrennt, wie in der F i g. 1 bei den Spuren 2 und 3 oder 4 und 5 dargestellt, so kann bei einer Abweichung des Magnetbandes von der Laufrichtung der Magnetkopf für die Wiedergabe des Tonsignals einen Teil der Videospur überdecken, oder der Magnetkopf für die Wiedergabe des Videosignals kann einen Teil der Tonspur überdecken. Das nicht wiederzugebende Signal wird daher mit dem im wesentlichen wiedergegebenen Signal vermischt, so daß das Verhältnis Signal: Rauschen verschlechtert wird.

Wie bereits ausgeführt, wird das frequenzmodplierte Videosignal in der Videosignalspur aufgezeichnet, und bei kleinen Geräten für den Hausgebrauch wird die aufgezeichnete Wellenlänge des Videosignals üblicherweise auf ungefähr 2 μιτι bis 3 μνη festgesetzt Wird das Magnetband, auf dem ein solches frequenztnoduliertes Videosignal aufgezeichnet ist, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 47,5 mm/sec transportiert, so weist das vom Tonsignal-Magnetkopf wiedergegebene frequenzmodulierte Signal als Steuersignal eine Frequenz von 16 bis 24 kHz auf. Dieses Streusignal wird daher vom menschlichen Ohr nicht wahrgenommen. Entsprechend der Frequenzcharakteristik und der Linearität des das Tonsignal wiedergebenden Verstärkers kann das frequenzmodulierte Signal vom Verstärker wcitergeleitet werden. In diesem Falle wird ein tonfrequentes Signal erzeugt, wobei das Verhältnis Signal: Rauschen bei dem wiedergegebeneü Tonsignal verschlechtert wird. Die gleiche Schwierigkeit besteht für das Farbunterträgersignal, das in ein niederfrequentes Signal umgewandelt wird. Weist der Farbunterträger eine Frequenz von beispielsweise 767 kHz auf und wird mit einer relativen Geschwindigkeit von 10 m/sec aufgezeichnet, so beträgt die aufgezeichnete Wellenlänge ΙΟμπι bis 15μπι. Wird das Magnetband mit derselben Geschwindigkeit von 47,5 mm/sec transportiert, so beträgt die Wiedergabefrequenz 3 bis 5 kHz des Tonfrequenzbandes, wodurch das Verhältnis Signal : Rauschen verschlechtert wird.

Wird andererseits das Tonsignal fälschlich vom Videosig..^!-Magnetkopf wiedergegeben, da die relative

Geschwindigkeit zwischem dem Videosignal-Magnetkopf und dem Magnetband groß ist, so wird im Gegensatz zum oben beschriebenen Falle.das in ein hochfrequentes Signal umgewandelte Streusignal vom Videokopf wiedergegeben, wodurch gleichfalls ein S Übersprechen verursacht wird.

Bei Verwendung eines 3,81 mm breiten Kassettentonbandes und von zwei 200 μηι breiten Videospuren am Trennband zwischen den Tonspuren 2 und 5 nach der F i g. 1, wird das Trennband zwischen der Tonspur und der Videospur sehr schmal und beträgt ungefähr ΙΟΟμπι, so wird bei einer Abweichung des Magnetbandes von der Laufrichtung das Verhältnis Signal: Rauschen verschlechtert, wie bereits ausgeführt. Wird der in ein niederfrequentes Signal umgewandelte Farbunterträger von dem die Videospur überdeckenden Tonkopf wiedergegeben, so ist das Verhältnis Signal: Rauschen besonders schlecht, was nach der Erfindung vermieden wird.

Die F i g. 2 zeigt die Spuren 2 und 3 des in der F i g. 1 dargestellten Magnetbandes und eine Anordnung der Magnetköpfe zum Abtasten dieser Spuren, und zwar ein Tonsignal-Aufzeichnungs- und -Wiedergabekopf 7 (hiernach als Tonkopf bezeichnet) zum Abtasten der Tonspur 2 und ein Videosignalaufzeichnungs- und Wiedergabekopf 9 (hiernach als Videokopf bezeichnet) zum Abtasten der Videospur 3. Die Linien 11 und 12 beider Köpfe 7 und 9 verlaufen senkrecht zu den Spuren und parallel zueinander. Während der Luftspalt 8 des Tonkopfes 7 mit der senkrechten Linie 11 zusammenfällt, verläuft der Luftspalt 10 des Videokopfes 9 unter einem Winkel«in bezug auf die senkrechte Linie 12, wie in der F i g. 2 dargestellt. Oberdeckt der Tonkopf 7 einen Teil der Videospur 3, wie in der F i g. 3 dargestellt, in der das Videosignal vom Videokopf aufgezeichnet wird, dessen Spalt den genannten Azimutwinkel α aufweist, so wird das Ausgangssignal aus dem Tonkopf 7 schwächer als wenn der Tonkopf 7 in der gleichen Weise einen Teil der Videospur 3 abtastet, in der das Videosignal vom Videokopf aufgezeichnet wird, dessen Spalt einen Winkel Null aufweist. Dieser Vorgang ist in der F i g. 4 dargestellt.

Die Fig.4 zeigt, wie das in ein niederfrequentes Signal umgewandelte Farbunterträgersignal vom menschlichen Ohr wahrgenommen wird. Da die aufgezeichnete Wellenlänge λ des Farbunterträgersignals ungefähr 10 bis 15 μιτι bei der üblichen Farbaufzeichnung mit Umwandlung in ein niederfrequentes Signal beträgt, ist in der F i g. 4 die Wellenlänge konstant zu λ =13 μηι festgesetzt worden, während der vom Azimutwinkei λ des Spaltes verursachte Verlust (Schwundverhältnis) mit einem Parameter / gleich der Breite eines Teiles der Videospur dargestellt ist, die der Tonkopf bei dem normalen Wiedergabeausgang für / = 200 μπι und « = 0 überdeckt Wie aus der F i g. 4 zu ersehen ist, hängt die Beziehung zwischen dem Verlust und dem Azimutwinkel « von dem Wert von / ab. Die Wirkung des Azimutwinkels <x wird kleiner mit dem Absinken des Wertes von /, und wird umgekehrt größer mit dem Ansteigen des Wertes von L Wie in der F i g. 4 dargestellt, kann durch die schräge Anordnung des Spaltes des Videokopfes der Einfluß des in ein niederfrequentes Signal umgewandelten Farbunterträgersignals, das vom Tonkopf aus der Videospur wiedergegeben wird, geschwächt werden. ⁶S

Wird, wie aus der Fig.4 zu ersehen ist, der Azimutwinkei tx größer als 15°, so wird der Verlust trotz des Wertes von / größer als 20 dB, so daß eine sehr große Wirkung erzielt werden kann. Wird der Azimutwinkel <x noch größer bemessen, so kann das vom Tonkopf aus der Videospur wiedergegebene Ausgangssignal noch weiter geschwächt werden. Das genannte S.gnal mit der kurzen Weilenlänge von 2 bis 3 μπι wird vom Tonkopf kaum wiedergegeben, wenn der Azimutwinkel in bezug auf den Spalt des Videokopfes auf einige Grade begrenzt wird, und bei einem Azimutwinkel von ungefähr 15° bei dem Spalt des Videokopfes wird diese Signalkomponente vom Tonkopf nicht mehr wiedergegeben.

Zur Wiedergabe des Videosignals und des Tonsignals unter Verwendung eines Magnetbandes, das Videospuren zum Aufzeichnen des Videosignals und Tonspuren zur Aufzeichnung des Tonsignals aufweist, wie in der F i g. 1 dargestellt, wird ein drehbarer Magnetkopf nach der F i g. 6 verwendet.

Das Magnetband 13 mit der Tonspur 2 und der VidcÜSpÜi' 3 ÜäCh der Γ i g. 5 Wird üiTi Eine drehbare

Magnetkopftrommel 16 herumgeführt, wobei die Videospur 3 von drei in gleichen Abständen angeordneten Magnetköpfen 17, 18, 19 abgetastet wird. Die Tonspur 3 wird von dem ortsfesten Tonkopf 21 abgetastet. Wie aus der F i g. 5 zu ersehen ist, weisen die Felder A. B.C. D. E... die gleiche Länge /_fauf, und das Magnetband ist um die Trommel 16 über eine Strecke von mehr als 2 If herumgeführt, wie in der Fig.6 dargests.tt. Weiterhin ist die Entfernung /« zwischen benachbarten Köpfen auf der Trommel 16 fast so groß wie die Länge des Feldes If, d. h. Ih = If- Das heißt, das Magnetband 13 ist um die Trommel 16 immer über eine mehr als zwei Felder umfassende Strecke herumgeführt. Es steht daher mit Sicherheit für die Videospur des um die Trommel 16 herumgeführten Magnetbandes immer ein vollständiges Feld zur Verfügung. Sind beispielsweise die Felder A, B und C um die Trommel 16 herumgewunden, wie in der Fig.5 dargestellt, so besteht das vollständige Feld aus dem Feld B, während ein Teil der Felder A und C sich außerhalb der Trommel 16 befindet. Bei der Abtastung des Feldes B durch die rotierenden Köpfe 17,18 und 19 wird ein stillstehendes Bild wiedergegeben. Dieser Vorgang wird später noch ausführlich beschrieben.

Wird die Trommel 16 von einem nicht dargestellten und mit der Achse 20 der Trommel 16 verkoppelten Motor mit einer Drehzahl von 20 U/min in Umdrehung versetzt, so wird das Feld B während einer Umdrehung der Trommel 16 von den Köpfen 17,18 und 19 dreimal wiedergegeben, d. h. pro Sekunde sechzigmal. Das entspricht der Netzfrequenz in den U.S.A. und in Japan. Bei einer Netzfrequenz von 50 Hz wird die Trorm.isl 16 mit einer Drehzahl von 50/3 U/min in Umdrehung versetzt Das Tonsignal wird vom Tonkopf 21 aus der Tonspur 2 wiedergegeben, wobei das Magnetband 13 mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 14 von einer Antriebsrolle 22 und einer Anpreßrolle 23 transportiert wird, welche Rollen von einem Motor angetrieben werden. Da zugleich das um die Trommel herumgeführte Band bewegt wird, und da von der Trommel aus jeweils nur ein vollständiges Feld wiedergegeben wird, wie oben beschrieben, so wird ein dem wiedergegebenen Tonsignal entsprechendes stillstehendes Bild wiedergegeben. Obwohl das Magnetband 13 bewegt wird, befindet sich auf der Trommel 16 mit Sicherheit nur ein vollständiges Feld. Befinden sich auf der Trommel 16 beispielsweise die Felder A, B und C, so stellt das Feld B das vollständige Feld dar, wie oben beschrieben. Wird das Feld B bewegt und vom

Umfang der Trommel 16 entfernt, so wird das vollständige Feld vom Feld Cdargestellt. Da das Feld C nach dem Feld B wiedergegeben wird, kann das Videosignal ohne Unterbrechung kontinuierlich wiedergegeben werden.

Es ist mit der Erfindung möglich, den unerwünmschf>; Einfluß des Übersprechsignals zu unterdrücken, das bei der Wiedergabe des nicht wiederzugebenden Signals als Folge einer Abweichung des Magnetbandes von seiner Laufrichtung verursacht wird, wenn die Aufzeichnungsspuren für das Tonsignal und das Videosignal einen geringen Abstand voneinander aufweisen, wobei die Erfindung noch den Vorzug

aufweist, daß sie mit einfachen Mitteln verwirklicht werden kann. Es ist nach der Erfindung ferner möglich, das Videosignal auf dem Trennband eines genormten Magnetbandes, z. B. auf einem 3,81 mm breiten Kassettentonband, aufzuzeichnen, wobei das Tonsignal in den hierfür vorgesehenen Tonspuren aufgezeichnet wird, so daß das Tonband in der üblichen Weise benutzt werden kann. Wird nur das Tonsignal von einem Kassettentonbandgerät wiedergegeben, indem ein Kassettentonband mit der in der Fig. 1 dargestellten Anordnung der Aufzeichnungsspuren benutzt wird, so erfolgt von der Videospur aus keine Beeinflussung des wiedergegebenen Tonsignals.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Einrichtung zur magnetischen Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals für mehrere aufeinanderfolgende, stillstehende Bilder und eines entsprechenden Tonsignals, mit einem Kassettenmagnettonband mit parallelen und getrennten Tonspuren, die parallel zur Längsrichtung des Bandes verlaufen und einen schmalen Spurzwischenraum bestimmen, mit in dem Spurzwischenraum getrennt angeordneten Videospuren, die parallel zur Längsrichtung des Bandes verlaufen und getrennt von den Tonspuren sind, wobei das Videosignal für die stillstehenden Bilder auf den Videospuren des Magnetbandes und die Tonsignale auf den Tonspuren des Magnetbandes aufzeichenbar sind, mit einer magnetischen Wandlervorrichtung zur Aufzeichnung und Wiedergabe des Videosignals auf den Videospurep» weiche Wandlervorrichtung eine Mehrzahl von drehbaren, jeweils mit einem Luftspalt versehenen Magnetköpfen, eine Bandtransportvorrichtung zur Bewegung des Magnetbandes längs eines Weges und um die Wandlervorrichtung herum, und einen feststehenden Magnetkopf zur Aufzeichnung und Wiedergabe des Tonsignals auf den Tonspuren des Magnetbandes besitzt, wobei der feststehende Magnetkopf längs des Weges angeordnet ist und einen Luftspalt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt der drehbaren Magne.köpfe unter einem anderen Azimutwinkel bezüglich der Videospuren steht als der Luftspalt des feststehenden Magnetkopfes bezüglich der Tonspuren, wodurch eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den Videoköpfen und den Tonspuren einerseits, und den Videospuren und den Tonköpfen andererseits aufgrund möglicher Abweichungen des Magnetbandes senkrecht zu seiner Laufrichtung unterdrückbar ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt des feststehenden Magnetkopfes senkrecht zu den Tonspuren angeordnet ist, und daß der Luftspalt der drehbaren Magnetköpfe schräg zu den Videospuren angeordnet ist

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen dem Winkel des Luftspaltes der drehbaren Magnetköpfe und dem Winkel des Luftspaltes des feststehenden Magnetkopfes in bezug auf die Aufzeichnungsspuren nicht größer als 15° ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Videospur des Magnetbandes aufzuzeichnende Videosignal in an sich bekannter Weise aus einem frequenzmodulierten Luminanzsignal und aus einem Farbunterträgersignal besteht, das in ein in einem niederfrequenten Band liegendes Signal umgewandelt ist.