DE2753786A1

DE2753786A1 - Einrichtung zur wiedergabe von informationssignalen

Info

Publication number: DE2753786A1
Application number: DE19772753786
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hashizaki; Kyoichi Shirane
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1978-06-08
Also published as: CA1128201A; GB1592377A; NL7713358A; DE2753786C2; JPS5369617A; JPS6031009B2; US4167762A; FR2373119A1; FR2373119B1; AT378880B; ATA866977A

Description

7-35, Kitashinagawa, 6-chome,

Shinagawa-ku,

Tokyo / Japan

Einrichtung zur Wiedergabe von Informationssignalen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Wiedergabe von Informationssignalen, die mit einer Fehlerkorrekturvorrichtung ausgestattet ist.

Ein übliches Video-Bandaufnahmegerät besitzt normalerweise einen rotierenden Kopfteil, der mit mindestens einem Magnetkopf ausgerüstet ist, der nacheinander parallellaufende Spuren auf einem Magnetaufnahmeband abtastet, um in diesen Spuren Videosignale aufzuzeichnen und/oder aus ihnen wiederzugeben. Während der Kopf oder die Köpfe sich über das Band hinwegdrehen, wird das Band selbst im allgemeinen in Längsrichtung an dem Kopf vorbeibewegt.

Bei einem typischen Videobandaufnahmegerät wird daher ein oder werden vorzugsweise zwei Aufnahme- und/oder Wiedergabeköpfe an einer geeigneten rotierenden Anordnung angebracht, so daß sie beim Rotieren ein Magnetaufnahmeband abtasten, das schraubenlinienförmig um zumindest einen Teil einer Führungsrolle gewickelt ist. Während des Aufzeichnens synchronisiert ein Servoführungssyetem

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die Rotation der Köpfe mit dem Bandtransport, und Steuersignale werden längs eines Randteils des Bandes aufgezeichnet.

Bei der Wiedergabe von aufgezeichneten Signalen wird das gleiche oder ein entsprechendes Servosteuersystem benutzt, um die Bewegung des Bandes und die Drehung der Köpfe nach Maßgabe der Steuersignale zu synchronisieren, die am Rande des Bandes aufgezeichnet sind. Somit kann ein einwandfreies Videobild in Abhängigkeit von dem wiedergegebenen Videosignal hergestellt werden. Die Genauigkeit hängt zum großen Teil mit der Tatsache zusammen, daß das Servosteuersystem die gegenseitige Bewegung und Stellung von rotierenden Köpfen und Band so steuert, daß jeder Kopf während des Wiedergabevorgangs die gleiche Bandzone (d.h. die aufgezeichnete Spur) abtastet, die während des Aufzeichnungsvorgangs abgetastet wurde. Bei normaler Bandgeschwindigkeit sorgt daher das Servosystem dafür, daß die Abtastbahn der Köpfe mit den zuvor aufgezeichneten Spuren praktisch zusammenfällt.

Zahlreiche bekannte Videobandsysteme führen die Wiedergabe auf verschiedene Weise durch, z.B. als Einzelbild, in Zeitdehnung und in Zeitraffung. Bei diesen verschiedenen Wiedergabearten unterscheidet sich die Geschwindigkeit des Bandes gegenüber der Kopfanordnung von der entsprechenden Geschwindigkeit bei der Aufnahme. Die Drehgeschwindigkeit der Kopfanordnung muß jedoch praktisch konstant bleiben.

Infolgedessen fällt die Abtastbahn bei diesen verschiedenen Wiedergabearten nicht genau mit der Aufzeichnungsspur zusammen. Die Abtastbahn ist vielmehr geneigt (oder winkelmässig verändert) gegenüber der Aufnahmespur. Das

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bedeutet, daß bei den vom "Normalbetrieb" abweichenden verschiedenen Betriebsweisen wegen auftretender Spurfehler oder Abtastabweichung mit Rauschen oder übersprechen gerechnet werden muß.

Beim Verlassen der zuvor aufgezeichneten Spur beginnt der Kopf im allgemeinen einen Sicherheitsstreifen zwischen den aufgezeichneten Spuren abzutasten. Das Ausgangssignal des Kopfes v/ird daher schwächer. Schließlich geht der Kopf dann zum Abtasten der Nachbarspur über.

Gemäß der Erfindung ist eine Einrichtung zur Wiedergabe von Informationssignalen vorgesehen, die mindestens einen Informationssignalwandler enthält, der längs einer Abtastbahn zyklisch bewegbar ist, um ein Aufzeichnungsmedium abzutasten, um von einer Informationsspur auf diesem Medium Informationssinnale wiederzugeben, sowie eine elektrische Einrichtung aufweist, um die Abweichung der Abtastbahn des Wandlers oder der Wandler von der Informationsspur nachzuweisen und die Position des Wandlers oder der Wandler automatisch so einzustellen, daß die nachgewiesene Abweichung verringert wird.

Auf diese Weise läßt sich ein einwandfreies Bild erzielen.

Die Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen beschrieben werden, die folgendes darstellen:

Fig. IA eine stark schematisch gehaltene Draufsicht auf eine rotierende Kopfanordnung eines Video-Bandaufnahmegerätes;

Fig. IB eine stark schematisch gehaltene Seitenansicht

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einer rotierenden Kopfanordnung eines Video-Bandaufnahmegeräts ;

Fig. 2A bis 2C Darstellungen von Videosignalen, die auf ein Stück Magnetband aufgezeichnet sind;

Fig. 3A bis 3C etwas schematisch gehaltene Längsschnitte durch einen Wandler für eine Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4A bzw. 4B schematisch gehaltene Seiten- bzw. Druntersichten eines Teils einer rotierenden Kopfanordnung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer zu der Kopfanordnung nach den Fig. 4A und 4B gehörigen Steuerschaltung;

Fig. 6 eine schematisch gehaltene Draufsicht auf die Kopfanordnung;

Fig. 7A die Darstellung von Videosignalen und Taktsignalen, die auf ein Magnetband aufgezeichnet sind;

Fig. 7B bis 7D zeitliche Beziehungen hinsichtlich der Wiedergabe der aufgezeichneten Signale nach Fig. 7A.

Aus Vereinfachungsgründen und zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung bezieht sich die Beschreibung im folgenden aif die Anwendung der Erfindung bei einem Videosignal-Aufnahmegerät und insbesondere bei einem Video-Bandauf nahmegerät. Jedoch Tseschränkt sich die Erfindung nicht auf Videosignal-Aufnahmegeräte. Die Erfindung bezieht sich vielmehr auch auf Aufnahmegeräte zur Aufzeichnung

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anderer Arten von Analogsignalen, auf Aufzeichnungsgeräte für Digitalsignale und auf sonstige Abtastgeräte mit rotierendem Kopf zum Aufzeichnen, zum Wiedergeben und für sonstige Anwendungszwecke.

Fig. IA zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine übliche Anordnung mit rotierendem Kopf zur Verwendung in einem Video-Bandaufnahmegerät oder einer vergleichbaren Vorrichtung. Wie üblich, besitzt diese Vorrichtung zwei Aufnähme/Wiedergabe-Magnetköpfe la, Ib, die um eine vertikale Mittelachse rotieren können. Eine Führungsrolle 2 kann ein Aufzeichnungsmedium, etwa ein Band 3 aufnehmen, das schraubenlinienartig mindestens 180° weit um den Umfang der Rolle gewickelt ist. Die Köpfe la und Ib können an diametral einander gegenüberstehenden Armen angebracht werden, die so in Drehung versetzt v/erden, daß sie parallellaufende schrägliegende Spuren auf den Band3nacheinander abtasten. Die Köpfe la und Ib drehen sich daher in der durch den Pfeil angegebenen Richtung, während das Band 3 in Längsrichtung bewegt wird, so daß auf ihm Signalinformationen aufgezeichnet werden können, die den Köpfen zugeleitet werden.

Die Führungsrolle 2 kann aber, wie in Fig. IB dargestellt, auch aus zwei Rollen 2a, 2b zusammengesetzt werden, die mit Abstand einander gegenüberstehen, so daß sich zwischen ihnen ein Abtastspalt bildet. Das Band 3 wird schraubenlinienförmig um den Umfang der Führungsrolle 2 gewickelt, so daß die von den Köpfen la, Ib aufgezeichneten Aufzeichnungsspuren gegenüber der Bandlängsrichtung geneigt verlau fen. Wenn zwei Köpfe benutzt werden, ist es vorteilhaft, wenn sie abwechselnd Spuren aufzeichnen. Das heißt: zunächst zeichnet der Kopf la die eine Spur, dann zeichnet der Kopf Ib die nächstbenachbarte Spur, darauf der Kopf la die fol-

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gende Spur und so fort. Bei der in Fig. IB wiedergegebenen abgeänderten Ausführungsform sind die Köpfe la und Ib auf jeweils einer der Rollen 2a, 2b angebracht, und diese Rolle wird relativ zu der anderen Rolle so in Drehung versetzt, daß die Köpfe die vorgenannten Abtastbahnen durchlaufen.

Während eines Signalaufzeichnungsvorgangs und während eines Signalwiedergabevorgangs bei "normaler" Geschwindig keit ist die Relativgeschwindigkeit des Bandes 3 gegenüber den Köpfen la und Ib die gleiche. Allgemein wird eine (nicht gezeichnete) geeignete Servosteuerschaltung vorgesehen, die die verhältnismässig geringen Änderungen der Drehzahlen von Bandantrieb- und von Kopfantriebsmotor, der Schrumpfung des Bandes, der Banddehnung, der Unterschiede zwischen verschiedenen Geräten u. dgl. berücksichtigt. Dazu ist ein ein Kopfpositionssignal erzeugender Generator vorgesehen, der Impulse abgibt, wenn die Köpfe la, Ib in eine vorgegebene Position einlaufen, beispielsweise, wenn der Kopf la erstmalig das Band 3 berührt, d.h., wenn dieser Kopf seine Abtastbahn zu durchlaufen beginnt, üblicherweise besteht der Kopfpositions-Generator aus einem Magnetelement 4, das an der die Köpfe la, Ib in Drehung versetzenden Welle so befestigt ist, daß es mit diesen Köpfen umläuft, und das an einem in fester Lage angeordnetem magnetischen Ansprechfühler 5 vorbeiläuft und dabei einen Positionsnachweisimpuls erzeugt. Wie an sich bekannt, zeichnet in den üblichen Video-Bandaufnahmegeräten jeder Kopf ein vollständiges Halbbild in einer zugeordneten Aufzeichnungsspur auf, und die Köpfe drehen sich mit 30 Umdr/sec für die Bildzahl von 30 Bildern je Sekunde. Die Positionsnachweisimpulse aus dem Ansprechfühler 5 haben somit eine Frequenz von 60 Hz.

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Zweckmässigerweise kann das Videosignal-Aufzeichnungs/ Wiedergabegerät sowohl für den normalen Wiedergabebetrieb als auch für einen "unnormalen" Wiedergabebetrieb eingesetzt werden. Beim normalen Betrieb wird das Aufzeichnungsmedium während eines Wiedergabevorgangs mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt wie während eines Aufnahmevorgangs. Demgegenüber bewegen sich bei unnormalem Wiedergabebetrieb die Köpfe zwar mit der gleichen Genauigkeit wie bei der Aufzeichnung, die Geschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums ist demgegenüber jedoch geringer oder größer. Bei dem unnormalen Wiedergabebetrieb unterscheidet sich somit die relative Bewegungsgeschwindigkeit zwischen dem Aufzeichnungsmedium und den Köpfen von der relativen Bewegungsgeschwindigkeit während der Aufzeichnung. Typische Beispiele für eine derartige unnormale Betriebsweise ist die Einzelbildschaltung, bei der das Aufzeichnungsmedium vollständig angehalten wird, so daß die Köpfe ein und dieselbe Aufzeichnungsspur wiederholt abtasten; beim Zeitdehnungsbetrieb wird das Aufzeichnungsmedium mit einer Geschwindigkeit vorwärtsbewegt, die einem Bruchteil seiner normalen Geschwindigkeit entspricht, so daß die Köpfe ein und dieselbe Spur mehrere Male abtasten; beim Zeitrafferbetrieb wird das Aufzeichnungsmedium mit sehr viel grösserer Geschwindigkeit bewegt als während der Aufnahme. Bei diesen unnormalen Wiedergabe-Betriebsarten besteht die gleiche Schwierigkeit, daß die von den Köpfen überstrichene Abtastbahn nicht mehr mit der zuvor aufgezeichneten Aufzeichnungsspur zusammenfällt. Das liegt natürlich an der Änderung der relativen Bewegungsgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums im Verhältnis zu den Abtastköpfen bei derartigen unnormalen Wiedergabe-Betriebszuständen, verglichen mit der normalen Aufzeichnungsgeschwindigkeit. Wegen dieser Abweichungen fluchten die Köpfe nicht genau mit der Aufzeichnungsbahn und können daher Rauschen von den

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Schutzstreifen aufnehmen, die die nebeneinanderliegenden Aufzeichnungsspuren trennen, und/oder übersprechen von Nachbarspuren. Wenn diese Schwierigkeit auch, wie erwähnt, bei jeder der genannten unnormalen Wiedergabe-Betriebsweisen auftritt, läßt es sich am besten anhand des Einzelbild-Betriebs erläutern.

In Fig. 2A ist eine Anzahl parallellaufender Spuren T wiedergegeben, die während eines Aufzeichnungsvorgangs auf dem Band 3 aufgezeichnet sind. Da das Band 3 in Pfeilrichtung A bewegt wird und da die Aufzeichnungsköpfe, etwa der Kopf la, die Oberfläche des Bandes 3 in der Pfeilrichtung B überstreichen, werden parallele Spuren T gezeichnet, die gegenüber der Bandlängsrichtung geneigt verlaufen. Während eines normalen Wiedergabevorgangs wird das Band 3 wiederum in Richtung des Pfeils A mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei dem Aufzeichnungsvorgang vorwärtsbewegt. Und auch die Köpfe la, Ib werden in Richtung B mit der gleichen Geschwindigkeit wie bei der Aufzeichnung bewegt. Daher stimmen die Abtastbahn beispielsweise des Kopfes la bei normalem Wiedergabebetrieb und die Abtastbahn des gleichen Kopfes beim Aufzeichnungsbetrieb überein. Infolgedessen fällt die Abtastbahn des Kopfes la zusammen mit der Spur T, wodurch die zuvor aufgezeichneten Videosignale genau wiedergegeben werden.

Wir gehen nun davon aus, daß das Band 3 bei einem Einzelbild-Wiedergabebetrieb in der Weise angehalten wird, daß der Kopf la das Band zunächst an einer Stelle im Bereich zwischen aufeinanderfolgenden Spuren T berührt, wie es in Fig. 2B dargestellt ist. Da das Band 3 stillsteht, fällt die von dem Kopf la durchlaufene Abtastbahn nicht mehr mit den parallelen Spuren zusammen. Wie Fig. 2B zeigt, ist daher die Abtastbahn derart geneigt oder winkelmässig versetzt

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gegenüber einer Aufzeichnungsspur T, daß nur der Anfangsund der Endbereich der Abtastbahn mit dem Anfangs- und dem Endbereich der zugeordneten Aufzeichnungsspuren zusammenfallen.

Wäre das Band 3 in der Weise angehalten worden, daß der Mittelbereich der Abtastbahn (P₂ in Fig. 2C) mit dem Mittelbereich der Aufzeichnungsspur T zusammenfällt, so würde die Abweichung zwischen Abtastbahn und Aufzeichnungsspur die in der genannten Figur wiedergegebene Form annehmen. Obwohl die Köpfe la bzw. Ib die jeweiligen Abtastbahnen P₁ und P₂ je nach der speziellen Lage überstreichen, in der das Band 3 angehalten ist (vgl. Fig. 2B bzw. 2C), können die von den Köpfen wiedergegebenen Signale wegen der dargestellten Abweichungen zwischen der Abtastbahn und der Aufzeichnungsspuren keine genaue Wiedergabe der aufgezeichneten Signale sein. Wenn demnach einer der Köpfe eine Abweichung nach der einen oder der anderen Seite der abzutastenden Aufzeichnungsspur aufweist, so werden Rauschen oder Ubersprechsignale vom Sicherheitsstreifen oder von der benachbarten Spur aufgenommen und verzerren die wiedergegebenen Signale. Wenn man in den Fig. 2A bis 2C das Verhältnis zwischen der Spur T und ihren Seitenstreifen geometrisch vergrössert darstellt, verläuft der unnormale Vorgang insgesamt gesehen in der beschriebenen Weise. Bei der praktischen Ausführung können Seitenstreifen bzw. Spur 50 ,um bzw. 130 ,um breit sein.

Der Zweck der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist die automatische Herabsetzung der obenbeschrie benen Abweichungen auf ein Minimum. Die Arbeitsweise der Ausführungsform der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß die Köpfe la und Ib auf einstellbaren Halterungen angebracht sind; dann kann die Position jedes Kopfes re-

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lativ zu einer Aufzeichnungsspur T während der Abtastung des Bandes durch den Kopf derart verändert werden, daß die Abtastbahn des Kopfes mit der Aufzeichnungsspur zusammenfällt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht jede einstellbare Kopfhalterung aus einem piezoelektrischen Element, das auf das Anlegen einer Gleichspannung im Sinne einer Biegung oder Ablenkung in einer Richtung anspricht, die senkrecht zu dessen Hauptflächen verläuft. Eine Kopfhalterung mit piezoelektrischen Bauelementen ist beispielsweise in der US-Patentschrift 3 787 616 beschrieben.

Die Fig. 3A bis 3C zeigen in schematischer Darstellung eine Kopfhalterung, wie sie für die Ausführungsform der Erfindung angewendet werden kann. Diese Halterung besteht aus zwei blattartigen Elementen 7 bzw. 9, die jeweils aus piezokeramischem Material hergestellt sind, dessen Polarisationsrichtungen durch die Pfeile C bzw. D angedeutet sind. Die gegenüberliegenden Hauptflächen des piezokeramischen Blattelements 7 sind mit Elektroden 6a bzw. 6b überzogen, und die gegenüberliegenden Hauptflächen des piezokeramischen Blattelements 9 sind in entsprechender Weise mit Elektroden 8a bzw. 8b überzogen. Wenn die piezokeramisehen Elemente 7 und 9 übereinanderliegen, so daß die Elektroden 6b und 8a einander berühren, und wenn, wie in Fig. 3B angedeutet, eine variable Gleichspannung an die entsprechenden Elemente gelegt ist, sucht das piezokeramische Element 7 sich in Längsrichtung zu dehnen, während das piezokeramische Element 9 sich zusammenzuziehen sucht. Infolge dieser in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Kräfte verbiegt sich die Halterung oder wird ausgelenkt um einen Betrag, der von der Stärke des an jedes Element angelegten elektrischen Feldes abhängt. Wird die Polarität

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des elektrischen Feldes umgekehrt, so ändert sich in gleicher Weise auch die Verbiegungs- oder Ablenkreichtung des Elements.

Wenn die Polarisationsrichtungen der piezokeramischen Elemente entgegengesetzt zueinander verlaufen, d.h. wenn die Elektrode 6a des Elements 7 jetzt die Elektrode 8a des Elements 9 berührt, wird die Spannung zur Erzeugung einer Auslenkung so angelegt, wie es in Fig. 3C dargestellt ist. Eine Spannung braucht somit nicht an die einander berührenden Elektroden gelegt zu werden. Vielmehr verbiegt sich die dargestellte Anordnung, wenn eine Vorspannung an die Elektrode 8b und eine veränderliche Spannung an die Elektrode 6b gelegt wird, nach unten, wenn die veränderliche Spannung kleiner ist als die Vorspannung, und sie verbiegt sich nach oben, wenn die veränderliche Spannung größer ist als die Vorspannung. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß die Vorspannung den Wert V /2 hat, während die Antriebsspannung sich zwischen 0 und V verändert.

Ein praktisch ausführbares Beispiel für eine Kopfhalterung aus Blattelementen nach den Fig. 3A bis 3C ist in den Fig. 4A bzw. 4B dargestellt, die eine Ansicht von unten bzw. von der Seite darstellen. Eine Grundplatte 10 nimmt die piezokeramischen Elemente 7, 9 auf, die an der Grundplatte mit einem geeigneten Kleber oder Kunststofformteil 11 befestigt werden können. Die Blattelemente 7, 9 stehen von der Grundplatte 10 vor, und der Magnetkopf la oder Ib ist am freien Ende der Blattelemente angebracht. Die Grundplatte 10 kann an den rotierenden Armen der rotierenden Magnetkopfteile befestigt sein oder stattdessen auch beispielsweise an der Grundfläche der Führungsrolle 2a (Fig. IB). In jedem Falle ragen die Blattelemente 6, 7 von der Drehachse der Köpfe weg nach aussen.

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Vorzugsweise werden dämpfende oder federnde Elemente 13a und 13b aus Butylkautschuk, Weichkunststoff oder ähnlichem Material angebracht, um freie oder Resonanzschwingungen der Blattelemente 7, 9 zu dämpfen, die durch die Kräfte herbeigeführt werden können, die aufgrund der an die jeweiligen Elektroden gelegten Biegespannungen auftreten können. Diese Kräfte können beispielsweise die Blattelemente aus einer Anfangslage in eine Endlage verbiegen, wenn der daran angebrachte Kopf seine Abtastbahn durchläuft, und können die Blattelemente dann in ihre Ausgangslage zur Vorbereitung der nächsten Abtastung zurückführen. Die Dämpfungselemente sollen die Schwingungen der Blattelemente dämpfen, die durch diese Biegung verursacht werden. Dementsprechend sind die Dämpfungselemente 13a bzw. 13b mit Schellen 12a bzw. 12b verbunden, die von der von der Grundplatte 10 nach aussen wegführenden Montageplatte 14 für die Dämpfungselemente ausgehen. Eine zweckmässige Dämpfungswirkung ist erreicht, wenn die Dämpfungselemente 13a und 13b zwischen die Seitenflächen der Blattelemente und die Schellen 12a und 12b mit einer Kraft gepreßt sind, die geeignet ist, eine Schwingung in Richtung des Pfeils e, nicht aber die durch die zugeführte Spannung verursachte Verbiegung der Blattelemente in Richtung des Pfeils f zu verhindern. Die Zuführung der Biegespannung erfolgt durch ebenfalls eingezeichnete Leiterdrähte zu den !jeweiligen Elektroden. Man kann auch zwischen den Blattelementen und der Montageplatte 14 einen (nicht gezeichneten) Anschlag vorsehen, um eine auf höhere Spannungen zurückzuführende Verbiegung zu dämpfen oder zu verhindern.

Die Hauptflächen der Blattelemente 7 und 9 haben keine Rechteckform, sondern eher die Form eines Dreiecks, wobei die Breite der Elemente in Richtung auf den Anbringungspunkt der Magnetköpfe la und Ib abnimmt. Wenn man eine der-

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artige Form auswählt, kann man die Grundfrequenz oder sonstige Resonanzfrequenz des piezoelektrischen Materials nach Bedarf vorbestimmen.

Während des Aufzeichnungsvorgangs sollten die Köpfe la und Ib in ihrer normalen, unabgelenkten Stellung verbleiben. Daher wird während der Aufzeichnung einem Paar der Blattelemente keine Ablenk- oder Antriebs-Spannung zugeführt. Dagegen wird während des Arbeitens beim unnormalen Wiedergabebetrieb, d.h. bei Einzelbild-, Zeitraffer- oder Zeitdehnerbetrieb, vorzugsweise eine Antriebsspannung zugeführt. Wenn beispielsweise die Abtastbahn gegenüber einer Aufzeichnungsspur der Abtastbahn P- entspricht (Fig. 2B), sollte die Antriebsspannung vom Pegel Null am Anfang der Abtastbahn auf einen Maximalwert am Ende der Abtastbahn ansteigen. Wenn die Abtastbahn gegenüber einer Aufzeichnungsbahn der Abtastbahn P₂ (Fig. 2C) entspricht, sollte die Antriebsspannung von einem Höchstwert am Beginn der Abtastbahn bis auf den Wert Null in der Mitte der Bahn fallen und dann bis zum Ende der Abtastbahn auf einen Höchstwert ansteigen. Die Antriebsspannung zum Auslenken der Kopfhalterung zwecks Korrektur der Abtastbahnabweichungen nach den Fig. 2B - 2C sollte Sägezahn- oder Dreiecksform haben. Für die spezielle Abweichung und für die Anordnung mit piezokeramischen Blattelementen nach Fig. 3C sollte die Amplitude der veränderlichen Antriebsspannung V in der Wegmitte gleich der Vorspannung V/2 sein.

Fig. 5 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung einer Antriebsspannung, die zur Anwendung an einer Anordnung aus piezokeramischen Blattelementen geeignet ist, mit denen Abweichungen der Abtastbahn gegenüber einer Aufzeichnungsspur während deren Wiedergabe korrigiert werden können.

Die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung 100 enthält eine

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Schaltung zur Erzeugung eines Steuersignals, das den
Elementen 7 und 9 zugeführt wird und die Stellung der
Köpfe la und Ib während der Wiedergabe in solcher Weise
zu verändern gestattet, daß eine fehlerhafte Wiedergabe
kompensiert wird, die anderenfalls auftreten könnte, und
die zwei Ursachen hat.

Die erste Ursache einer möglichen fehlerhaften Spurführung liegt, wie oben beschrieben, in der Winkelabweichung zwischen der Bewegungsbahn des Kopfes und den aufgezeichneten Spuren, verursacht durch den Geschwindigkeitsunterschied gegenüber dem Kopf während der Aufzeichnung einerseits und der Wiedergabe andererseits. Die zweite Ursache ist das mögliche Ausbleiben einer genauen Synchronisation zwischen dem Vorübergang einer bestimmten aufgezeichneten Spur an der rotierenden Kopfanordnung und dem Magnetkopf
la oder Ib. Derartige Synchronisationsmängel könnten natürlich auftreten, wenn die Bandbewegung für den Einzelbildbetrieb unterbrochen würde, aber natürlich auch unter anderen Umständen. Beim Fehlen einer genauen Synchronisation verlagert sich die Nachführungsbahn des Kopfes
gegenüber den aufgezeichneten Spuren (vgl. Fig. 7A).
Beim Auftreten von Synchronisationsfehlern und gleichzeitiger abweichender Rückspielgeschwindigkeit wird natürlich die Nachführungsbahn gegenüber den aufgezeichneten Spuren versetzt und geneigt.

In Fig. 5 ist 21 ein Magnetkopf, der der Steuerimpulsspur des Bandes 3 zugeordnet ist, und der Wiedergabekopf
5 wirkt als Impulsgenerator, wodurch die Position der
rotierenden Köpfe la und Ib genau nachgewiesen werden kann. Der Kopf 21 befindet sich, wie in Fig. 6 gezeichnet, ausserhalb der Bandrolle 2, während der Abnehmerkopf 5 so
angeordnet ist, daß der Magnet 4b (oder 4a) am Ort des

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Aufnahmekopfes 5 in der Weise vorbeiläuft, daß ein Positionsnachweisimpuls, der die Drehposition des Kopfteils erkennen läßt, aufgenommen werden kann, um den rotierenden Kopf Ib (oder la) zum Abtasten des Bandes 3 starten zu lassen.

Die von den Köpfen 5 und 21 abgeleiteten Signale können zum Betreiben einer (nicht gezeichneten) üblichen Servoeinrichtung verwendet werden, die beispielsweise auf den rotierenden Kopfteil eine Bremswirkung ausübt, um die Synchronisation der Köpfe la, Ib mit den auf dem Band aufgezeichneten Spuren während des normalen Wiedergabebetriebs herbeizuführen.

Fig. 7B zeigt Steuerspurimpulse, die während eines Aufzeichnungsbetriebs aufgezeichnet wurden und die nun von dem Kopf 21 wiedergegeben werden. Die zeitliche Beziehung zwischen dem Anfangspunkt jeder Spur T und dem wiedergegebenen Steuerimpuls CTL wird vorbestimmt (in diesen Figuren fällt die Position CTL beliebig zusammen mit dem des Anfangspunkts auf der Spur), was auch für ihre Lagebeziehung auf dem Bande gilt, wobei zu beachten ist, daß der Kopf 21 Abstand von der Nachlaufbahn der Köpfe la und Ib hat.

Fig. 7A zeigt einen Nachlauffehler oder eine Fehlausrichtung zwischen der vorher aufgezeichneten Spur T, und der gestrichelt eingezeichneten Abtastbahn P des Kopfes. Die Versetzung zwischen den beiden ist durch einen Abstand D senkrecht zu den Spurrichtungen und eine Strecke d in Bandlängsrichtung dargestellt. Die Neigung der Abtastbahn P gegenüber den aufgezeichneten Spuren, die davon herrührt, daß die Bandgeschwindigkeit sich von derjenigen beim Aufzeichnungsvorgang unterscheidet, ist in Fig. 7A

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nicht berücksichtigt.

Wenn nun nach Fig. 7A eine Spurabweichung, dargestellt durch die Versetzung von P senkrecht zu den Aufzeichnungsspuren, auftritt, erhält man einen Impuls PG, der die Position des rotierenden Kopfes angibt und der um eine kurze Zeit X der in Fig. 7C angegebenen Zeit vorausgeht, wodurch angezeigt wird, wann die Abtastung der Bahn P beginnt. Nach Fig. 6 gibt die Zeit T die Verzögerung an, die zwischen dem Triggern des Fühlers 5 durch den Magneten 4b und dem Beginn eines Abtastzyklus durch den Kopf Ib liegt.

über die Verstärker 22 und 23 wird ein wiedergegebenes Steuersignal (Fig. 7B) und ein Impuls PG, der die Position des rotierenden Kopfes anzeigt, an den Phasenvergleicher 24 abgegeben, in dem die Zeitdifferenz t, die als Phasenunterschied im Hinblick auf die konstante Drehgeschwindigkeit der Kopfanordnung aufgefaßt werden kann, nachzuweisen ist.

Nachdem gemäß Fig. 7A das Band 3 in der durch den Pfeil angegebenen Richtung mit einer Geschwindigkeit V bewegt wird, schreitet das Band in der Zeit t um eine Strecke V.t fort.

In diesem AusfUhrungsbeispiel wird die Bandgeschwindigkeit V durch einen Gleichstrommotor 25 gesteuert, der seinerseits durch einen veränderlichen Widerstand 26 gesteuert wird, der die Versorgungsspannung für den Motor 25 regelt.

Die in Fig. 5 durch eine gestrichelte Linie umrandete Schaltung 27 kennzeichnet die Einrichtung für die Zuführung einer gewünschten Spannung in den Motor 25 der Ein-

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fachheit halber als veränderbaren Widerstand 26. Natürlich kann man diese Gleichspannung statt mit einem Widerstand 26 auf zahlreichen anderen Wegen erzielen. Die Spannung am Abgriff des Widerstands 26 bestimmt die Arbeitsgeschwindigkeit des Motors 25 und wird als solche auch als den Verstärkern 28 und 29 zuzuführendes, für die Motordrehzahl kennzeichnendes Signal verwendet.

Die der Phasen- oder Zeitdifferenz t entsprechende Ausgangsgröße des Komparators 24 und eine die Drehzahl des Motors 25 wiedergebende Spannung werden einem Regelverstärker 28 zugeführt, so daß sich eine Vxt entsprechende Ausgangsgröße ergibt.

Die Ausgangsgröße aus dem Verstärker 28 gelangt zusammen mit der Ausgangsgröße des Verstärkers 29 in die Recheneinheit 30. Der Verstärker 29 ist vergleichbar dem Regelverstärker 2Π und bildet eine VxTT entsprechende Ausgangsgröße, worin die Phasenzeitdifferenz TT wie oben angegeben definiert ist und einen von der Bandgeschwindigkeit unabhängigen konstanten Wert hat.

Die Recheneinheit 30 bildet ein Signal, das £-Vxt-VxT darstellt, wobei £ den Abstand zwischen den Spuren, d.h. den Schritt bedeutet und einen konstanten Wert hat. Dieses Signal am Ausgang der Recheneinheit 30 ist somit ein Maß für die Strecke d in Fig. 7A.

Um den Nachlauffehler oder die Abweichung d zu kompensieren, sollte eine Abweichung für den Kopf la oder Ib herbeigeführt werden, indem den piezoelektrischen Elementen ein Kompensationssignal zugeführt wird, so daß der Anfangspunkt der Abtastbahn mit der abzutastenden Spur T₃ zusammenfällt.

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2 V b 3 7 8

Die Richtung der Abweichung des Kopfes, die durch die Zuführung eines Signals an die piezoelektrischen Elemente hervorgerufen wird, steht etwa rechtwinklig zu der Richtung der Spuren T^, T₂ und T^, so daß zwischen den Strecken D und d die Beziehung gilt:

D = d sinö,

worin Θ, wie aus Fig. 7A zu entnehmen, der Winkel zwischen der Bahn P und der Bandlängsrichtung ist.

Um ein den Abstand D wiedergebendes Signal zu erhalten, wird hinter der Recheneinheit 30 eine Recheneinheit 31 vorgesehen, die das Produkt d χ sinö bildet, wobei θ als annähernd konstant angenommen werden kann; diese Größe wird der Additionsschaltung 32 zugeführt.

Das von der Recheneinheit 31 ausgehende und über die Additionsschaltung 32 geleitete Signal stellt also ein Vorspannungs-Signal mit während einer vollständigen Abtastperiode gleichbleibender Amplitude dar, welches dafür sorgt, daß der Anfangspunkt der Abtastung mit dem Anfang der aufgezeichneten Spur zusammenfällt.

Um die Abtastbahn so zu neigen, daß sie den gleichen Winkel gegenüber dem Band einhält wie die aufgezeichneten Spuren, wird der Impuls PG aus dem Verstärker 23 dem Multivibrator 33 zugeführt, um das Auftreten des Impulses geringfügig, d.h. um etwa "£ Sekunden, zu verschieben, und der in dieser Weise verschobene, dem Anfangspunkt der Abtastbahn entsprechende Impuls P wird zum Triggern des Sägezahn-Signalgenerators 34 benutzt, von dem ein Sägezahnsignal mit einer Periode ausgeht, die gleich einer Tellbildabtastperiode ist (1/60 see für eine Fre-

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quenz von 30 Teilbildern je Sekunde). Der Ausgang des Sägezahngenerators 34 wird einer Begrenzerschaltung 35 zugeführt, in der die Größe des Sägezahnsignals geregelt oder begrenzt wird nach Maßgabe der von der Schaltung 27 abgeleiteten Gleichspannung, die auch ein Maß für die Drehzahl des Bandantriebsmotors 25 ist. Mit abnehmender Bandgeschwindigkeit nimmt der Winkel θ der Spur P zu. Um den Winkel θ so einzustellen, daß er mit dem Winkel des aufgezeichneten Signals übereinstimmt, wird das regulierte Sägezahnsignal aus der Schaltung 35 dem anderen Eingang der Additionsschaltung 32 zugeführt.

Die Schaltung nach Fig. 5 bewirkt somit, daß der Beginn der Abtastbahn P mit dem Beginn der aufgezeichneten Spur T, zusammenfällt, und daß die Winkel von Abtastbahn und Spuren T, übereinstimmen, so daß eine genaue Abtastung der Spur erzielt wird.

Natürlich wird die Ausgangsgröße der Additionsschaltung den elektromechanischen Wandlern 7 und 9 nötigenfalls über eine geeignete Antriebsschaltung zugeführt.

Die Schaltung nach Fig. 5 kann somit benutzt werden, um eine einwandfreie Abtastung zu erzielen, wenn die Wiedergabegeschwindigkeit größer oder kleiner als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist. Natürlich besteht, wenn das Band vollständig angehalten wird, keine Relativbewegung zwischen dem Band und dem Kopf 21, so daß auch keine Impulse entstehen, die den Beginn der aufgezeichneten Spuren anzeigen. Diese Schwierigkeit kann auf unterschiedliche Weise umgangen werden. Zum Beispiel kann die Ausgangsgröße der Recheneinheit 31 während der gesamten Periode des Bandstillstands gehalten werden, so daß der Wert beibehalten wird, den sie unmittelbar vor dem Anhalten des Bandes aufweist. Man kann stattdessen auch den piezoelektrischen

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Elementen eine zusätzliche Spannung zuführen, so daß die Abtastbahn absichtlich eine Neigung gegenüber den aufgezeichneten Spuren erhält und man erwarten kann, daß die Abtastbahn über mindestens einen Teil ihrer Längserstreckung mit der aufgezeichneten Spur zusammenfällt.

Die erläuterte Korrekturvorrichtung für Nachlauffehler ist insbesondere zur Anwendung bei der Korrektur von Nachlauffehlern beschrieben worden, die beim unnormalen Wiedergabebetrieb auftreten. Das bedeutet, daß, obwohl das Aufzeichnungselement während der Wiedergabe mit geringer Geschwindigkeit langsamer läuft und während der Wiedergabe mit hoher Geschwindigkeit schneller läuft, die bei diesen Betriebsarten auftretenden Nachlauffehler mit dieser Einrichtung korrigiert werden können. Insbesondere hat beim langsamen Lauf und beim schnellen Lauf das Gleichstrom-Vorspannungs-Signal, das von der Schaltung zur Einstellung des Anfangspunkts für die Abtastung und der von dem Kopf Uberstrichenen Abtastbahn, derart, daß sie die Aufzeichnungsspur in deren Mitte schneidet, abgegeben wird, keinen konstanten Pegel. Dieses Gleichstromsignal wird vielmehr periodisch verändert und geregelt.

Der Patentanwalt

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Claims

Dipl. Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22

Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN SteinsdorfstroßelO

Dr. r.r. not. W. KÖRBER ^ Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS

PATENTANWÄLTE ₂. Dezember 1977

SONY CORPOPATION

7-35,Kitashinagawa, 6-chome

Shinagawa-ku,

Tokyo / Japan

Ansprüche ;

(Y) Einrichtung zur Wiedergabe von Informationssignalen, mit mindestens einem Informationssignalwandler, der längs einer Abtastbahn zyklisch bewegbar ist, um ein Aufzeichnungsmedium abzutasten, um von einer Informationsspur auf diesem Medium Informationssignale wiederzugeben,

gekennzeichnet durch eine elektrische Einrichtung (100), eine Einrichtung zum Nachweis der Abweichung der Abtastbahn (P) des Wandlers (der Wandler) (la,Ib) von der Informationsspur und zum automatischen Einstellen der Position des Wandlers (der Wandler) (la, Ib) derart, daß die nachgewiesene Abweichung verringert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (die Wandler) (la, Ib) so angeordnet ist (sind), daß er (sie) eine Anzahl nebeneinanderliegender Informationsspuren nacheinander abtastet (abtasten) .

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3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) in der Lage ist, den Anfang der abzutastenden Informationsspur zu identifizieren und die Position des (der) Wandlers (Wandler) (la, Ib) zu Beginn eines Abtastzyklus so einzustellen, daß sie dem Anfang der Spur entspricht.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) einen Kopf (21) für den Nachweis eines auf dem Medium aufgezeichneten Signals besitzt, das den Beginn der abzutastenden Spur kennzeichnet.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) einen Fühler (5) enthält, der den Beginn eines Abtastzyklus des Wandlers (der Wandler) (la, Ib) nachweist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) mit einer Schaltung (22-24, 28-31) ausgestattet ist, die während des gesamten Abtastzyklus ein Vorspannungs-Signal konstanter Höhe für die Wandlerpositionseinstellung erzeugt.
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Antrieb für die Verlagerung des Aufzeichnungs-

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mediums gegenüber der Abtastbahn des Wandlers, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) die Änderung der Geschwindigkeit der Verlagerung (engl.: to translate) des Aufzeichnungsmediums zu kompensieren vermag.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) die Abtastbahn des Wandlers (der Wandler) (la, Ib) parallel oder praktisch parallel zu der abzutastenden Spur zu halten vermag.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) eine Schaltung (33, 34, 35) enthält, die als Wandlerpositionseinstell-Signal ein Sägezahnsignal erzeugt, dessen Höhe in Abhängigkeit von der genannten Verlagerungsgeschwindigkeit (engl.: speed of translation) variiert.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweis- und Einstelleinrichtung (100) mindestens einen piezoelektrischen Wandler (7, 9) zum Bewegen des Informationssignalwandlers (der Informationssignalwandler) (la, Ib) aufweist.

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