DE3147526A1

DE3147526A1 - Rotationskopfzylinder fuer ein videobandaufzeichnungsgeraet

Info

Publication number: DE3147526A1
Application number: DE19813147526
Authority: DE
Inventors: Shirasu Tokyo Hiroshi
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1980-12-01
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1982-07-08
Also published as: JPS5794955A

Description

Rotationskopfzylinder für ein Videobandaufzeichnungs-
gerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Nachweis der Rotationsgeschwindigkeit und der Rotationsphase eines Videobandaufzeichnungskopfes.
Ein Videobandaufzeichnungskopf nach dem Stand der Technik ist an einer bestimmten Position am äußeren Rand einer Kopftrommel oder einer Kopfstange angeordnet, die sich relativ zu einem zylindrischen Basisteil dreht.
Der Nachweis der Drehgeschwindigkeit und der Drehphase wurde bis jetzt mit Hilfe eines magnetischen Verfahrens unter Verwendung eines Magnets und einer Spule durchgeführt. D.h. die Ermittlung der Drehzahl erfolgt mit einem Frequenz generator, der einen Rotor,der sich mit einer Welle dreht, und einen.Stator enthält, der mit einer Basis verbunden ist, die dem Rotor gegenüberliegt. Der äußere Rand des Rotors und der innere Rand des Stators weisen die Form eines Zahnrades auf und der Stator ist mit einer Wicklung und einem Magneten ausgerüstet. Wenn folglich die Spitzen der gezahnten Teile des Stators und des Rotors sich gegenüberliegen während der Drehung der Welle, nämlich während der Drehung der Kopftrommel, wird der magnetische Fluß um die Spule maximal, und wenn die Spitzen der gezahnten Teile entweder des Stators oder des Rotors den Zahngründen des jeweiligen anderen Teils (Stator oder Rotor) gegenüberliegen, wird die Dichte des magnetischen Flusses um die Spule minimal. Auf diese Weise wird die Drehgeschwindigkeit der Kopftrommel als Wechselstromsignal nachgewiesen, das eine Frequenz aufweist, die gleich der Zahl der Umdrehungen des Kopfes, multipliziert mit der Zahl der Zähne des Rotors oder des Stators ist.
Der Nachweis der Drehphase erfolgt durch einen Impulsgenerator, der einen Magneten in einer Position aufweist, die dieselbe Phase wie die Position des Kopfes besitzt, in bezug auf die Drehrichtung der Kopftrommel, wobei eine Spule an der Basis angeordnet ist. Bei jeder vollen Drehung der Kopftrommel liegen sich Magnet und Spule gegenüber und die Drehphase der Kopftrommel wird aus dem Impulsstrom ermittelt, der durch die Spule fließt.
Diese Vorrichtung nach dem Stand der Technik ist jedoch hinsichtlich ihres Aufbaus kompliziert, da durch sie die Drehgeschwindigkeit und die Drehphase durch getrennte Mechanismen ermittelt wird. Auch führt die Verwendung eines Eisenteiles als elektrische Schaltung zu einem großen Gewicht der Vorrichtung. Darüber hinaus ist es schwierig, die Genauigkeit und die Zahl der Zähne des Rotors und des Stators des Frequenzgenerators zu erhöhen, weswegen auch die Steigerung der Abtastgeschwindigkeit des Drehzahlsignals begrenzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotationskopfzylinder für ein Videobandaufzeichnungsgerät zu schaffen, der sich durch einfache Konstruktion und geringes Gewicht auszeichnet.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kopfzylinder gemäß der Erfindung eine erste Signalzone zum Nachweis der Zahl der Umdrehungen des Kopfes und eine zweite Signalzone zum Nachweis der Drehphase des Kopfes sich gegenüberliegend auf einem Skalenteil angeordnet das sich synchron mit dem Videobandaufzeichnungskopf dreht. Des weiteren ist ein Detektor vorgesehen, um die Zahl der Drehungen und die Drehphasensignale von der ersten und zweiten Signalzone nachzuweisen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch einen Kopfzylinder einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine schematische Darstellung der Details der fotoelektrischen Umwandlungseinheit der Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht der Skalenscheibe der Fig. 1, Fig. 4 eine Draufsicht der Indexplatte der Fig. 1-, Fig. 5 eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform für die Indexplatte, Fig. 6A und 6B graphische Darstellungen von Impulswellenformen von Nachweissignalen, die durch dieselbe Ausführungsform erhalten werden.
Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
In Fig. 1 ist der Aufbau eines Rotationskopfzylinders gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zu erkennen.
Eine Drehwelle 1 ist in einem zylindrischen Basisteil 2 mit Hilfe eines Kugellagers oder dergleichen drehbar gelagert und wird durch das magnetische Feld einer Spule 3 gedreht. Eine zylindrische Kopftrommel 5 mit Videoaufzeichnungsköpfen 4 und 4' ist daran befestigt und ist einstückig mit der Welle 1. Die Videoköpfe 4 und 4J befinden sich an Winkelpositionen, die um 1800 gegen- einander versetzt sind, auf dem äußeren Rand der Kopftrommel 5. Ein Zwischenteil 5a, das einstückig mit der Trommel 5 ist, ist des weiteren an der Welle 1 befestigt.
Eine Skalenscheibe 10, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, ist mit dem Zwischenteil 5a verbunden. Eine Indexplatte 20 und eine fotoelektrische Umwandlungseinheit 30, wie sie in Fig 4 dargestellt sind, sind auf der Basisplatte 2 an einer solchen Position angeordnet, die der Skalenscheibe 10 gegenüberliegt. Eine Hauptskala mit Lichtreflexionseigenschaften ist auf der Skalenscheibe 10 beispielsweise durch Fotoätztechnik gebildet. Die Hauptskala umfaßt eine Vielzahl von Skalenstrichen, die in Art eines Bogens mit Zentrum bei der Welle 1 und mit vorgegebenen Umfangsintervallen angeordnet sind. Die Hauptskala enthält eine Gruppe 1Oa mit einer Vielzahl von breiteren Skalenstrichen, die im Zentrum der Skala vorgesehen sind. Diese Gruppe stellt ein Reflexionsteil zur Erzeugung eines Referenzsignales dar. Die Hauptskala enthält des weiteren Gruppen 1Ob und 10c, die eine Vielzahl von schmäleren Skalenstrichen enthalten, die auf sich gegenüberliegenden Seiten der Skalenliniengruppe 10a angeordnet sind. Die Gruppen 1Ob und 10c stellen Reflexionsteile zur Erzeugung des Hauptsignales dar.
Die Skalenscheibe 10 ist an dem Zwischenteil 5a so bebefestigt, daß das Zentrum der Hauptskala dem Kopf 4 gegenüberliegt oder sich an einer Position befindet, die eine bestimmte Lage zu dem Kopf 4 einnimmt. Eine Vielzahl von Lichtdurchlaßschlitzen 20a, die die gleiche Breite wie die Skalenlinien der Gruppen 1Ob und 10c aufweisen, sind in der Indexplatte 20 vorgesehen, und zwar mit denselben Abständen wie die Hauptskala.
Diese stellen eine Indexskala dar. Jeder der Schlitze 20a ist längs eines Bogens angeordnet, der dieselbe Krümmung wie die Hauptskala aufweist. Die Indexplatte 20 ist an der Basis 2 befestigt, so daß das Zentrum des Bogens auf der Welle 1 liegt. Die fotoelektrische Umwandlungseinheit 30, die in Fig. 2 dargestellt ist, weist einen Strahlenteiler 31, eine Leuchtdiode 32, einen Fototransistor 33 und eine nichtreflektierende Platte 34 auf. Das Licht von der Leuchtdiode 32 wird durch den Strahlenteiler 31 reflektiert und beleuchtet die Indexplatte 20. Das durch die Schlitze 20a der Indexplatte 20 hindurchtretende Licht wird durch die Hauptskala der Scheibe 10 reflektiert und tritt wiederum durch die Schlitze 20a hindurch, um auf die Fotodiode 33 zu fallen, wobei das Licht in elektrischen Strom umgesetzt wird.
Bei der Drehung der Trommel 5 liegen die Schlitze 20a den Skalenliniengruppen 1Ob, 10a und 10c nacheinander gegenüber. Wenn die Schlitze 20a gerade in die Position kommen, in der sie den Skalenliniengruppen 1Ob, 10a und 10c gegenüberliegen, ist der von der Fotodiode 33 erzeugte Ausgangs strom ein Rechteckimpuls, und wenn die Schlitze 20a gerade in die Position kommen, in der sie den Zwischenräumen zwischen den Gruppen 1Ob und 1Oa oder den Zwischenräumen zwischen den Gruppen 10a und 10c gegenüberliegen, ist der Ausgangsstrom der Fotodiode 33 ein Impuls ohne besondere Gestalt. Wenn die Schlitze 20a gerade in die der zentralen Skalenliniengruppe iOa gegenüberliegende Position kommen, entsprechend der Position des Kopfes 4, wird ein breiter rechteckiger Ausgangsimpuls erzeugt. Die Änderung der Impulswellenform über der Zeit ist in Fig. 6A dargestellt.
Falls, gemäß Fig. 6A, der breite Rechteckimpuls in der Nähe des zentralen Teiles durch ein Tiefpaßfilter abgetrennt wird, erzeugt der abgetrennte Impuls ein Referenzsignal, das repräsentativ für die Drehphase der Trommel ist. Wenn das Ansteigen des Ausgangsimpulses nachgewiesen wird, wird ein Drehzahlsignal erhalten. Eine Indexplatte 21, die in Fig. 5 dargestellt ist, weist Schlitze 21a auf, deren Breite größer ist als die Breite der Skalenlinien der Skaliniengruppen 1Ob und 10c. Bei einem solchen Aufbau kann das Referenzsignal als Lichtintensitätsdifferenz separiert werden. Angenommen w1 sei die Breite einer jeden Skalenlinie der Skalenliniengruppe 10a, w2 die Breite einer jeden Skalenlinie der Skalenliniengruppen 1Ob und 10c und W3 die Breite eines jeden Schlitzes 21a.Falls dann w1.w3 und w2cw3 ist, ist die Intensität des Ausgangssignales der Fotodiode 33 im wesentlichen proportional zur Breite w2, wenn die Schlitze 21a gerade in die Position gegenüber der Skalenliniengruppe 1Ob oder 10c kommen. Dies ist deswegen der Fall, weil danach die Intensität des Ausgangssignales größer wird, in dem Maße, wie die Zahl der breiteren Skalenlinien, die den Schlitzen 21a gegenüberliegen, größer wird mit der Drehung der Skalenscheibe 10. Des weiteren wird die Intensität des Ausgangssignales im wesentlichen proportional zur Breite w3 oder w1, wenn die Schlitze 21a vollständig der Gruppe 1Oa gegenüberliegen. Die dann erfolgende Variation in der Impulswellenform ist in Fig. 6B dargestellt.
Demzufolge ist bei der Ausführungsform der Erfindung der Aufbau des Antriebs für die Videokopftrommel einfacher und es kann Kompaktheit und geringes Gewicht des Gerätes erreicht werden. Des weiteren knn Aic Abta:;röte des Drehzahlsignales vergrößert werden.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist es auch möglich, daß die Referenzsignalzone, die die Reflexionsteile zur Erzeugung des Referenzsignales enthält, und die Hauptsignalzone, die die Reflexionsteile zur Erzeugung des Hauptsignales enthält, auf verschiedenen Spuren angeordnet sind. Ebenso kann die Zahl der Schlitze 20a und 21a, die die Indexskala darstellen, im Prinzip jeweils eins sein, wenngleich eine Vielzahl solcher Schlitze vorzuziehen ist, um den Ausgangsstrom der Fotodiode zu erhöhen.
Wenngleich im obenbeschriebenen Ausführungsbeispiel die fotoelektrische Nachweis skala auf dem Zwischenteil 5a angeordnet ist, ist die Erfindung hierauf in keiner Weise beschränkt. Es liegt beispielsweise ebenfalls im Rahmen der Erfindung, kontinuierlich jegliche Änderung in der Magnetflußdichte auf einer ersten Spur eines magnetischen Bandes aufzuzeichnen, lokal eine Änderung in der magnetischen Flußdichte an einer Position auf einer zweiten Spur aufzuzeichnen, die dem Kopf entspricht, das magnetische Band an dem Zwischenteil 5a anzubringen und magnetische Detektoren an den Positionen auf der Basis 2 vorzusehen, die der ersten und der zweiten Spur jeweils entsprechen.
Leerseite

Claims

ROTATIONSKOPFZYLINDER FÜR EIN VIDEOBANDAUFZEICHNUNGSGERÄT PATENTANSPRUCHE Rotationskopfzylinder zur drehbaren Aufnahme eines Videobandaufzeichnungskopfes längs des äußeren Randes einer zylindrischen Basis, der eine Vorrichtung zum Nachweis der Drehzahl und der Drehphase des Kopfes relativ zur Basis aufweist, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merkmale: a) ein synchron zum Kopf drehbares Skalenteil mit einer ersten Signalzone, die eine Vielzahl von mit bestimmten Intervallen in Drehrichtung gleichmäßig angeordneten Signalelementen aufweist, und eine zweite Signal zone mit mindestens einem unterscheidbar von der Vielzahl der Signalelemente in einem der Lage des Kopfes entsprechenden Bereich angeordneten Signalelement, und b) Mittel mit einem Nachweisteil in Positionen, die der ersten und der zweiten Signalzone gegenüberliegen, welche Mittel fest mit der Basis verbunden sind und zum Nachweis der Drehzahl des Kopfes, ausgehend von den Signalelementen der ersten Zone dienen, die bei der Drehung des Skalenteiles vor den Nachweisteil kommen und zur Ermittlung der Drehphase des Kopfes, ausgehend vom Signalelement der zweiten Signal zone dienen.
2. Rotationskopfzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Signalelemente der ersten und zweiten Signalzone eine Reflexionsfläche mit vorgegebener Reflexionscharakteristik für einfallendes Licht aufweist, und daß die Nachweismittel Mittel zum Werfen von Licht auf die erste und die zweite Signalzone und Mittel zum Empfangen des durch den Reflexionsbereich reflektierten Lichtes und zum Umwandeln dieses Lichtes in ein elektrisches Signal aufweisen.
3. Rotationskopfzylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Signalzone im Bereich der ersten Signalzone diese überlagernd angeordnet ist.
4. Rotationskopfzylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Signalzone Signalelemente mit einem vorgegebenen Muster aufweist, und daß die zweite Signalzone ein Signalelement enthält, das dadurch erhalten wird, daß mindestens eines der Signalelemente der ersten Signalzone in einem sich von den übrigen Signalelementen unterscheidenden Muster erzeugt wird.
5. Rotationskopfzylinder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Signalelemente der ersten Signal zone die gleiche Breite in Drehrichtung des Skalenteiles aufweist und daß das Signalelement der zweiten Zone eine Breite aufweist, die sich von der Breite der Signalelemente der ersten Zone unterscheidet.
6. Rotationskopfzylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweisteile der Nachweismittel ein Lichtdurchlaßfenster aufweisen, das das auf die Lichtempfangsmittel geworfene Licht passieren läßt, wobei das Fenster aus einer Vielzahl von Schlitzen besteht, die Intervalle gleich dem Intervall der Signalelemente aufweisen.
7. Rotationskopfzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schlitze dieselbe Breite wie die Signalelemente der ersten Signalzone aufweist.
8. Rotationskopfzylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite eines jeden der Schlitze zwischen der Breite der Schlitze der Signalelemente der ersten Signalzone und der Breite der Signalelemente der zweiten Signalzone liegt.