DE3021430C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine auslenkbare Haltevorrichtung für eine rotierende Magnet­ kopfanordnung eines Video-Schrägspur-Bandaufzeichnungs- und/oder Wiedergabege­ räts mit einer Bandführungseinrichtung, zu der eine rotierende und eine koaxial dazu an­ geordnete feststehende Trommel gehören, um die ein Magnetband schräg geführt wird, mit einem Paar parallel zueinander ausgerichteter und in der rotierenden Trommel an­ geordneter Zweielementkristall-Plättchen mit einem Paar jeweils an den nach außen weisenden Enden der beiden Zweielementkristall-Plättchen befestigter elastischer Tei­ le, zwischen denen ein den Magnetkopf tragender Blockabschnitt befestigt ist.

Aus der US-PS 41 51 570 ist eine auslenkbare Magnetkopfhalterung bekannt, die in Videobandgeräten mit Schrägspuraufzeichnung, die im folgenden als HVTRs (= Helical Scan Video Tape Recorders) bezeichnet werden, verwendet werden. Hinsichtlich der we­ sentlichen Elemente weist dieses Spurführungssystem eine auslenkbare Magnetkopf­ haltevorrichtung auf, welche den Videomagnetkopf trägt und die Vorrichtung läßt sich so steuern bzw. regeln, daß der Magnetkopf das Videoband relativ zur Längserstreckung des Bandes mit unterschiedlichen Winkeln abtastet. Dabei ist eine Überwachung des Win­ kels erforderlich, um den Magnetkopf in genauer Ausrichtung auf eine wiederzugebende Spur auszurichten, insbesondere wenn das Magnetband mit einer Geschwindigkeit tran­ sportiert wird, die von der normalen Wiedergabegeschwindigkeit abweicht oder das Videoband während des Wiedergabebetriebs angehalten wird, um eine Wiedergabe bei ste­ hendem Bild zu ermöglichen. Die Haltevorrichtung ermöglicht also die Einhaltung eines geforderten Abtastwinkels, auch während sogenannter spezieller Wiedergabebetriebsar­ ten, etwa beim Bildstillstand, bei Zeitlupen- oder Zeitrafferwiedergabe, oder selbst bei Rückwärtsbetrieb. Die Magnetkopfhalterung besteht dabei im wesentlichen aus einem piezoelektrischen Keramikmaterial-Blatt, an dessen freien Ende der Magnetkopf gehal­ tert ist und das mit der Trommel rotiert.

Diese Vorrichtung arbeitet befriedigend, solange der Auslenkwinkel klein bleibt und ein guter Magnetkopf-zu-Bandkontakt aufrechterhalten wird. Werden jedoch bei speziellen Betriebsarten größere Ablenkwinkel erforderlich, beispielsweise wenn das Magnetband mit gegenüber der normalen Wiedergabegeschwindigkeit doppelter Bandgeschwindig­ keit läuft oder beim Rückwärtsbetrieb, so kann nicht mehr gewährleistet werden, daß die Bandkontaktfläche des Magnetkopfs auf die Oberfläche des Magnetbands ausgerichtet bleibt, so daß die Qualität des durch den Magnetkopf wiedergegebenen Signals beträcht­ lich schlechter wird.

In der US-PS 35 26 726 ist eine auslenkbare Haltevorrichtung für einen elektromagneti­ schen Wandler offenbart, in der ein mehrere Magnetköpfe aufweisender Blockabschnitt oben und unten jeweils durch ein elastisches Teil gehaltert ist, die wiederum jeweils durch im wesentlichen parallel zu den Außenkanten des Blockabschnitts verlaufende Zweielementkristall-Plättchen miteinander verbunden sind. Diese Anordnung ist in einem im wesesentlichen C-förmigen Rahmen gehaltert, der jeweils in der Mitte der Zwei­ elementkristall-Plättchen befestigt ist, wodurch die Zweielementkristall-Plättchen je­ weils in zwei Hälften geteilt werden. In jeder Hälfte sind auf entgegengesetzten Seiten Elektroden angebracht, wodurch mit einer geeigneten Steuereinrichtung sowohl eine Translations- als auch eine Rotationsbewegung der Halteanordnung bewirkt werden kann, um sie einem geänderten Spurverlauf nachführen zu können.

Diese Anordnung hat eine Reihe von Nachteilen:

Zum einen weist diese Anordnung acht Schraubenverbindungen auf, die einerseits per­ sonalaufwendig zu montieren und zu justieren sind, sich andererseits aber durch Schwingungen lösen können, wodurch eine exakte Nachführung nicht mehr möglich ist. Zum anderen befinden sich die aufwendigen und daher kostspieligen Elektroden jeweils an Stellen, an denen die größte Auslenkung und somit die größte Biegebelastungen auf­ treten, wodurch die Elektroden sich ablösen können und ein Nachführen der Haltevor­ richtung überhaupt nicht mehr möglich ist. Des weiteren müssen relativ große Massen bewegt werden, was außer einer erforderlichen größeren Aussteuerleistung auch eine ver­ zögerte Ansprechzeit zur Folge hat.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zurunde, eine auslenkbare Haltevorrichtung für einen rotierenden Magnetkopf eines HVTRs zu schaffen, die auch bei extremeen Auslenk­ winkeln stets eine senkrechte Positionierung des Magnetkopfs in bezug auf das Magnet­ band ermöglicht, gleichzeitig eine lange Lebensdauer aufweist und kostengünstig her­ stellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Haltevorrichtung durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung zeigt sich bevorzugt als gut auslenkbare Haltevorrichtung für einen oder mehrere drehende Magnetköpfe in Videobandgeräten mit Schrägspur. Bei dieser Anwen­ dungsart ist im Videobandgerät insbesondere eine Bandführungseinrichtung zur Füh­ rung des Magnetbands vorgesehen, zu der eine rotierende und eine koaxial dazu angeord­ nete feststehende Trommel sowie Bandführungsglieder gehören. Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung besteht dann bevorzugt aus einem Paar von parallel aufeinander aus­ gerichteten Zweielementkristall-Plättchen, die mit der drehenden Trommel verbunden sind. Ein Paar von elastischen Teilen ist mit den jeweils freien Enden des Paares von Zweielementkristall-Plättchen verbunden und ein Blockabschnitt überbrückt die ela­ stischen Teile. Auf dem Blockabschnitt ist ein Magnetkopf befestigt. Werden die Zweiele­ mentkristall-Plättchen in Abhängigkeit von einem Steuersignal ausgelenkt, so daß sie einer vorgegebenen Spur auf dem Magnetband folgen, so werden gleichzeitig die ela­ stischen Teile selbstauslenkend so eingestellt bzw. nachgeführt, daß die Bandkontakt­ fläche des Magnetkopfs einwandfrei auf die Oberfläche des Magnetbands ausgerichtet bleibt.

Vorteilhaft ist auch die Verwendung einer Haltevorrichtung, bei der die elastischen Teile einstückig mit einem senkrecht zu beiden Zweielementkristall-Plättchen ausgerichte­ ten, den Magnetkopf haltenden, elastischen Teil ausgebildet sind.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachfolgend unter bezug auf die Zeichnung in beispielsweisen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Magnetbandführungs­ vorrichtung;

Fig. 2 die Draufsicht auf ein Videomagnetband mit darauf schematisch angedeuteten Aufzeichnungs­ spuren;

Fig. 3 die Seiten-Schnittdarstellung eines Teils einer bereits vorgeschlagenen rotierenden Magnetkopf­ vorrichtung;

Fig. 4 eine Einzeldarstellung eines Teils aus Fig. 3;

Fig. 5 die Schnittseitenansicht eines Teils einer ro­ tierenden Magnetkopfanordnung bei Verwendung einer erfindungsgemäßen Magnetkopfhaltevorrich­ tung;

Fig. 6 den Ausschnitt eines wesentlichen Teils aus der Darstellung der Fig. 5 zur Erläuterung der Ar­ beitsweise;

Fig. 7 ein graphisches Schaubild zur Erläuterung der Arbeitsweise der Ausführungsform der Erfindung nach den Fig. 5 und 6 und

Fig. 8, 9A, 9B und 9C vergrößerte Ansichtsdarstellungen von abgewandelten Ausführungsformen der Erfin­ dung.

Die Ausführungsformen der Erfindung werden als Teil eines HTVRs mit einem Magnetkopf bei sogenannter Omega-Umschlingung der Magnetkopftrommel beschrieben, obgleich die Erfindung auf diese Anwendungsart keineswegs beschränkt ist. Wie bekannt, ist unter anderem das Ein-Zoll-Videobandfor­ mat, der sogenannte Typ C durch die SMPTE zugelassen wor­ den. Bei diesem Format umschlingt das Videoband eine Bandführungsvorrichtung in einem Winkel von 340°. HTVRs für das Bandformat des Typs C enthalten einen Synchroni­ sierungskopf, sowie einen Videomagnetkopf zur Aufzeich­ nung und/oder zur Wiedergabe von Bild- oder Vertikalsyn­ chronisierungssignalen, bzw. der Videoabschnitte eines jeweiligen Fernsehsignals. Für bestimmte Wiedergabe­ betriebsarten, also beispielsweise für Bildstillstand­ betrieb, für Zeitlupgen- oder Zeitrafferbetrieb oder auch für Bildrücklauf ist ein zusätzlicher Videomagnetkopf vorgesehen, der auf einer auslenkbaren Haltevorrichtung gehalten ist. Ist dieser zusätzliche Videokopf wirksam, so werden nur die Video- oder Bildabschnitte der Spuren des Videobands abgetastet und wiedergegeben, während die Synchronisierungsspurabschnitte nicht wiedergegeben werden.

Die Erfindung und dementsprechend auch die vorliegende Beschreibung eines speziellen Ausführungsbeispiels be­ ziehen sich insbesondere auf die auslenkbare Haltevorrich­ tung für einen solchen zusätzlichen Magnetkopf.

Die Darstellung der Fig. 1 läßt ein Videomagnetband 1 erkennen, das eine Bandführungsvorrichtung 2 in einem Winkel von etwa 340° umschlingt, der durch ein Paar von Bandführungsgliedern 3 und 4 festgelegt ist. Zur Band­ führungsvorrichtung 2 gehören außerdem eine obere drehen­ de Trommel 5 und eine untere feststehende Trommel 6. Die drehende Trommel 5 wird durch einen nur schematisch an­ gegebenen Motor 7 mit 60 Umdrehungen pro Sekunde im Falle eines NTSC-Fernsehsignals oder mit einer anderen für ein bestimmtes Fernsehsignal geeigneten Geschwin­ digkeit angetrieben, etwa mit 50 Umdrehungen pro Sekunde für ein PAL-Fernsehsignal. Die Drehrichtung der rotie­ renden Trommel 5 und die normale Bandtransportrichtung sind in Fig. 1 durch Pfeile A bzw. B angedeutet. In der Mantel- oder Umfangsfläche der drehenden Trommel 5 be­ findet sich ein Magnetkopffenster 8 durch welches ein Videomagnetkopf 9 hindurchgreift und in Kontakt mit dem Videoband 1 gelangt.

Die Fig. 2 verdeutlicht ein Muster oder eine Anordnung von Videoaufzeichnungsspuren 10, 11 und 12 auf dem Videoband 1. In strichpunktierter Linienführung ist außerdem die Bahn oder der geometrische Ort 15 eines abtastenden Magnetkopfs beim Durchlaufen des Bands ein­ gezeichnet. Wird angenommen, daß das Videoband in der angegebenen Normalrichtung und mit normaler Wiedergabe­ geschwindigkeit läuft, so kann der Videomagnetkopf 9 im dargestellten Beispiel die Spur 11 abtasten. Wird andererseits das Videoband 1 angehalten, so kann der Videokopf 9 dem Ort 15 der Abtastspur folgen, welche auf der Spur 11 beginnt, das Zwischen- oder Schutzband zwischen den Spuren 11 und 10 überschreitet und auf der Spur 10 endet. Für eine befriedigende Wiedergabe ist dieses Ergebnis offensichtlich unbefriedigend. Um dieser Spurüberschreitung entgegenzuwirken ist der Videokopf 9 so konstruiert, bzw. gelagert, daß er sich im Bereich eines kleinen Abtastwinkels relativ zur Längserstreckung des Videobands 1 bewegen bzw. verschieben kann und zwar durch Steuerung bzw. Regelung einer auslenkbaren Ma­ gnetkopfhalterung, welche den Videokopf 9 trägt. Damit läßt sich erreichen, daß der Videokopf 9 lediglich die Spur 11 abtastet, wie beim oben zunächst erläuterten Banddurchlauf.

Ein Ausführungsbeispiel für eine bereits vorgeschlagene auslenkbare Magnetkopfhalterung 16 ist in Fig. 3 darge­ stellt, bei der die Halterung des Videokopfs 9 am freien Ende eines Zweielementkristallblatts 17 vorgesehen ist. Das Zweielementkristallblatt 17 ist zusammen mit einem Schutz- oder Abdeckteil 18 mittels einer Schraube 19 an der rotierenden Trommel 5 befestigt. Zwischen dem Abdeckteil 18 und dem Körper der rotierenden Trommel 5 ist ein Kautschukblock 20 eingesetzt, so daß das Zwei­ elementkristallblatt 17 federnd geführt ist, jedoch die Schwingungen gedämpft werden.

Die Fig. 4 verdeutlicht in Einzelheiten wie bzw. wieweit die Magnetkopfhalterung 16 aus Fig. 3 ausgelenkt werden kann und welche Probleme dabei im Betrieb gegeben sind. Bei einwandfreiem Normalbetrieb wird das Zweielement­ kristallblatt 17 nicht ausgelenkt, so daß der Luftspalt des Videokopfs 9 senkrecht zur Oberfläche des Videobands 1 steht. In anderen Worten: die Bandkontaktfläche des Video­ kopfs 9 ist auf die Oberfläche des Videobands 1 ausge­ richtet. Wird das Zweielementkristallblatt jedoch in eine extreme Position ausgelenkt, wie in Fig. 4 in strich­ punktierter Linie gezeigt ist, so steht der magnetische Luftspalt des Videokopfs 9 keineswegs mehr senkrecht zur Oberfläche des Videobands 1, das heißt in diesem Fall ist die Bandkontaktfläche des Videokopfs 9 nicht mehr auf die Oberfläche des Videobands 1 ausgerichtet. Der Luftspalt steht vielmehr in einem bestimmten Winkel zur Oberfläche des Videobands 1 mit der Folge, daß die Qualität des durch den Videokopf 9 wiedergegebenen Signals beträcht­ lich schlechter wird.

Unter Bezug auf die Fig. 5 wird nachfolgend eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wandlerhalte­ vorrichtung beschrieben:

Bei dieser Ausführungsform ist der Videokopf 9 ebenfalls auf einer auslenkbaren Kopfhaltevorrichtung 21 befestigt, der jedoch - anders als bei der bereits vorgeschlagenen Haltevorrichtung nach Fig. 3 - aus einem Paar von parallel zueinander stehenden Zweielementkristallblättern 22 und 23 besteht, die durch ein Abstandsteil 24 auf einem geeig­ neten gegenseitigen Abstand gehalten und zusammen mit einem Schutz- oder Abdeckteil 25 am Körper der rotieren­ den Trommel 5 mittels einer Schraube 26 befestigt sind.

Am freien Ende der Zweielementkristallblätter 22 und 23 ist ein selbst- oder mitauslenkendes Kopfhalteteil 27 befestigt, welches den Videokopf 9 trägt. Zum Kopfhalte­ teil 27 gehören ein Blockabschnitt 28, sowie ein elasti­ scher Abschnitt, der aus zwei elastischen Plättchen 29 besteht, die jeweils starr mit dem zugeordneten Zwei­ elementkristallblatt 22 bzw. 23 verbunden sind. Werden die zwei Elementkristallblätter 22 und 23 durch Anlegen eines Steuersignals ausgelenkt, so werden die elastischen Plättchen 29 in entgegengesetzter Richtung ebenfalls ausgelenkt und zwar deshalb weil sie - wie angegeben - jeweils starr einerseits mit dem starren Blockabschnitt 28 und andererseits mit den freien Enden der Zweielement­ kristallblätter 22 bzw. 23 verbunden sind. Die Auslenk­ verhältnisse bei Erregung durch ein Steuersignal sind in strichpunktierter Linie in Fig. 6 angedeutet. Die Wirkung dieses als "Selbstauslenkung" bezeichneten Vorgangs ist die, daß das Kopfhalteteil 27 hinsichtlich des ma­ gnetischen Luftspalts des Videokopfs 9 im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des Videobands 1 verbleibt und zwar auch bei extremer Auslenkung. In anderen Worten:

Die Bandkontaktfläche des Videokopfs 9 verbleibt auf der Oberfläche des Videobands 1 ausgerichtet, wenn die Zweielementkristallblätter 22 und 23 durch ein von einem Steuersignalgenerator 30 geliefertes Steuersignal ausgelenkt werden.

Fig. 7 zeigt eine experimentell ermittelte Auslenkungs- oder Durchbiegungskurve für ein Ausführungsbeispiel einer auslenkbaren Magnetkopfhalterung 21 gemäß Fig. 5. In den Fig. 6 und 7 sind die Abstände A, B und C in Längs­ erstreckung der Zweielementkristallblätter 22 und 23, der elastischen Plättchen 29 sowie des starren Block­ abschnitts 28 aufgetragen. In Fig. 7 sind wiederum auf der Abszisse die Abstände in Längsrichtung der auslenk­ baren Magnetkopfhalterung 21 aufgetragen, während die Ordinate Auslenkabschnitte in Mikrometern zeigt, ge­ messen von der Normalposition der Oberfläche des Zwei­ elementkristallblatts 22 bzw. des Kopfhalteteils 27. Der Auslenkabstand ist natürlich 0 an der Einspannstelle des Zweielementkristallblatts 22, das heißt an der rotie­ renden Trommel. Die maximale Auslenkung ergibt sich für den Videokopf 9 bei etwa 280 µm. Ersichtlicherweise ent­ spricht der Verlauf der Kurve in Fig. 7 der Auslenkkurve der auslenkbaren Magnetkopfhalterung 21 in Fig. 6 und läßt erkennen, daß die Bandkontaktfläche des Videokopfs 9 auf die Oberfläche des Videobands 1 ausgerichtet bleibt, wenn die Zweielementkristallblätter 22 und 23 ausgelenkt werden.

Bei dem der Fig. 7 zugrundeliegenden Experiment betrugen die Abschnitte A und B bzw. C 18,2 bzw. 1,5 mm und die Zweielementkristallblätter 22 und 23 wurden bei einer Frequenz von 60 Hz mit einer Wechselstromamplitude be­ aufschlagt, so daß die auslenkbare Magnetkopfhalterung 21 bei einer Frequenz von 60 Hz vibrierte.

Die Perspektivdarstellung der Fig. 8 dient zur Verdeut­ lichung einer möglichen konstruktiven Gestaltung der aus­ lenkbaren Magnetkopfhalterung 21. Wie dargestellt sind insbesondere die Schnitte der Zweielementkristallblätter 22 und 23 so gewählt, daß sich in Draufsicht für die äußeren zwei Drittel der Länge, das heißt für die über das Abdeckteil 25 hinausragenden Abschnitte trapezförmige Gestalt ergibt, während die beiden entgegengesetzten Kanten in etwa gleichem Winkel nach innen schräg ver­ laufend gestaltet sind. Das Kopfhalteteil 27 besteht aus einem flexiblen Material etwa aus einem Kohlenstoffaser­ material, wobei die elastischen Plättchen 29 mit dem je­ weiligen Zweielementkristallblatt 22 bzw. 23 verklebt sind. Das Kopfhalteteil 27 kann getrennte elastische Plättchen 29 und den mit diesem verklebenden starren Block­ abschnitt 28 aufweisen. Dazu alternativ kommt auch die Verwendung eines einheitlichen Materialblocks in Frage, beispielsweise aus einer Mehrzahl von laminierten Kohlen­ stoffasermaterialschichten, wobei sich die endgültige Gestalt des Kopfhalteteils 27 durch einen entsprechenden Form- oder Schnittprozeß aus dem Blockmaterial erreichen läßt, um den Abstand zwischen den beiden elastischen Plättchen 29 zu erhalten.

Die Fig. 9A bis 9C zeigen weitere Beispiele für konstruk­ tive Möglichkeiten zur Gestaltung des Kopfhalteteils 27. Gemäß der Darstellung der Fig. 9A und 9B besteht das Kopf­ halteteil 27 aus zwei elastischen Plättchen 29, an denen der starre Blockabschnitt 28 befestigt ist, welcher den Videokopf 9 trägt. Bei der Lösung nach Fig. 9C umfaßt das Kopfhalteteil 27 zwei elastische Plättchen 29, die so geformt sind, daß ohne Verwendung des starren Block­ teils 28 der Videokopf 9 unmittelbar gehalten wird. Es sei bemerkt, daß sich bei jedem dieser drei Ausführungs­ beispiele die wirksamen Abschnitte der elastischen Plättchen 29 in senkrechter Richtung erstrecken, das heißt in Normalrichtung zur Längserstreckung der Zweielement­ kristallblätter 22 und 23.

Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind eine Reihe von Abwandlungen möglich. So wurde bei der oben beschriebenen Ausführungsform davon ausgegangen, daß für die Zweiele­ mentkristallblätter 22 und 23 piezoelektrisches Keramik­ material verwendet wird, daß sich durch Übereinander­ stapeln von zwei einkristallinen Blättern ergibt. Dazu alternativ jedoch kann auch eines der Zweielementkristall­ blätter 22 oder 23 durch ein elastisches Plättchen er­ setzt sein, das selbstverständlich ebenfalls der dem anderen Zweielementkristallplättchen 23 oder 22 vom Steuersignalgenerator 30 aus aufgedrückten Ablenkung folgt.

Claims (4)

1. Auslenkbare Haltevorrichtung für eine rotierende Magnetkopfanordnung eines Video-Schrägspur-Bandaufzeichnungs- und/oder -Wiedergabegeräts mit einer Bandführungseinrichtung, zu der eine rotierende und eine koaxial dazu an­ geordnete feststehende Trommel gehören, um die ein Magnetband schräg geführt wird, mit einem Paar parallel zueinander ausgerichteter und in der rotierenden Trommel angeordneter Zweielementkristall-Plättchen mit einem Paar jeweils an den nach außen weisenden Enden der beiden Zweielementkristall-Plättchen befestigter elastischer Teile, zwischen denen ein den Magnetkopf tragender Blockabschnitt befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die zur Drehachse weisenden Enden der beiden Zweielementkristall-Plätt­ chen (22, 23) durch ein dazwischen angeordnetes Abstandsteil (24) und ein Abdeckteil (25) fest in der rotierenden Trommel (5) eingespannt sind und zur Drehachse im wesentlichen senkrecht stehen;
• - die elastischen Teile (29) jeweils mit den nach außen weisenden Enden der Zweielementkristall-Plättchen (22, 23) und dem Blockabschnitt (28) ver­ klebt sind, wobei die elastischen Teile (29) in Abhängigkeit von der steuersi­ gnalinduzierten Auslenkung der Zweielementkristall-Plättchen (22, 23) der­ art selbst auslenkbar sind, daß der Magnetkopf (9) bei allen Auslenkwinkeln senkrecht zum Magnetband (1) ausgerichtet ist.

2. Haltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ela­ stischen Teile (29) aus einem Kohlefaserverbundmaterial bestehen.

3. Haltevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Teile (29) die jeweiligen Enden der beiden Zweielementkristall- Plättchen (22, 23) überragen.

4. Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die elastischen Teile (29) einstückig mit einem senkrecht zu bei­ den Zweielementkristall-Plättchen (22, 23) ausgerichteten, den Magnetkopf haltenden elastischen Teil ausgebildet sind.