DE3226729C2

DE3226729C2 - Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät

Info

Publication number: DE3226729C2
Application number: DE3226729A
Authority: DE
Inventors: Kenji Tachikawa Tokio/Tokyo Kimura
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1981-07-22
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1986-07-17
Also published as: JPS5817504A; JPH0326441B2; US4541020A; DE3226729A1

Abstract

Bei einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit einer Signalquelle (10 bis 14; 30 bis 40) für eine Mehrzahl von Aufnahmesignalen (E40 ↓1 bis E40 ↓4), die zusammen eine spezifische Information beinhalten, mit einer Aufzeichnungseinrichtung zur Aufzeichnung der Aufnahmesignale (E40 ↓1 bis E40 ↓4) in mehrere Aufzeichnungsspuren (T1 bis T4) eines Aufzeichnungsmediums (18) und mit einer Wiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe eines dem Aufnahmesignal (E40 ↓1 bis E40 ↓4) entsprechenden Signals von dem Aufzeichnungsmedium (18) läßt sich eine parallele Aufzeichnung und sequentielle Wiedergabe der Aufnahmesignale ohne einen speziellen Parallel-Serien-Wandler dadurch erreichen, daß die Aufzeichnungseinrichtung (H1 bis H4; 20 bis 29; 44 bis 54; 66 bis 78) gleichzeitig die Aufnahmesignale (E40 ↓1 bis E40 ↓4) in die Aufzeichnungsspuren (T1 bis T4) schreibt, deren Anzahl der der Aufnahmesignale (E40 ↓1 bis E40 ↓4) entspricht, und daß die Wiedergabeeinrichtung (H1, 44 bis 54, 56 bis 80) die Signale (E56 ↓1), die den Aufnahmesignalen (E40 ↓1 bis E40 ↓4) entsprechen, aus jeder Aufzeichnungsspur (T1 bis T4) nacheinander wiedergibt und so die parallel aufgezeichneten Signale (E40 ↓1 bis E40 ↓4) in eine zeitlich aneinander gereihte Form (E64) wandelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für Videosignale mit einer Aufnahmeeinrichtung, in der das Videosignal in mehrere Aufnahmesignale unterteilt wird, mit einer Aufzeichnungseinrichtung, die gleichzeitig die Aufnahmesignale in eine Anzahl von Aufzeichnungsspuren eines Aufzeichnungsmediums schreibt, die der Anzahl der Aufnahmesignale entspricht, und mit einer Wiedergabeeinrichtung, die den Aufnahmesignalen entsprechende Signale nachein-

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ander wiedergibt ne Variation der Zellenempfindlichkeit auf ein geringes

Ein derartiges Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät Maß begrenzt werden. Zur Aufnahme der parallel unist durch die DE-OS 28 51 680 bekannt Zur Reduzie- terteilten Bilddaten auf einem gewöhnlichen Schrägrung der Relativgeschwindigkeit zwischen Magnetköp- spur-Video-Aufzeichnungsgerät müssen die Informatifen und Videoband wird das von der Bildaufnahmeein- 5 onen einer Parallel-Serien-Wandlung unterzogen werrichtung erzeugte Videosignal in eine Mehrzahl von den. Hierzu wurden die vier parallelen Daten vorüber-Teilsignalen unterteilt, die nacheinander entstehen und gehend in in vier Blöcke unterteilten Speichern gespeiin Zwischenspeichern abgespeichert werden. Die abge- chert, und diese Daten sequentiell ausgelesen, um serielspeicherten Signale werden gleichzeitig auf eine ihrer Ie Bilddaten zu erhalten. Derartige Speicher benötigen Anzahl entsprechende Mehrzahl von parallelen Spuren io eine relativ große Kapazität und eine schnelle Arbeitsdes Videobandes aufgezeichnet Die Wiedergabe ge- geschwindigkeit wodurch sie sehr teuer sind
schieht in analoger Weise durch gleichzeitige Abnahme Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zuder parallel aufgezeichneten Signale mit der gleichen gründe, ein Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät der Anzahl von Wiedergabeköpfen, wobei die Signale der eingangs erwähnten Art zu erstellen, das die Aufzeicheinzelnen Wiedergabeköpfe unterschiedlich verzögert 15 nung von parallel anfallenden Aufnahmesignalen und werden, so daß die Signalteile zu dem kompletten Signal ihre Wiedergabe in serieller Weise ermöglicht ohne daß aneinandergereiht werden. vor der Aufzeichnung Parallel-Serien- Wandler benutzt

Für die Verarbeitung von Bildinformationen besteht werden müßten.

die Forderung nach einer Aufzeichnung bzw. Wiederga- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, be eines Bildes mit einer hohen Auflösung, beispielswei- 20 daß die Aufnahmesignale aus jeweiligen Bildblöcken, in se mit 1000 oder mehr Abtastzeilen. Wenn hierzu eine die eine Halbleiter-Bildaufnahmeeinrirhtung unterteilt Halbleiter-Aufnahmeeinrichtung, wie beipsielsweise ein ist abgeleitet und entsprechenden rotierenden Aufnahzweidimensionaler MOS-Bild-Sensor, mit lOQOxlOöO meköpfen in der Aufnahmeeinrichtung zugeleitet wer-Bildelementen verwendet und die Zeit für das Auslesen den und die Wiedergabe mittels eines einzigen rotierender Daten aus jeder fotoelektrischen Zelle, die ein Bild- 25 den Wiedergabekopfes in der Wiedergabeeinrichtung element in dem Bildsensor bildet 1 us dauert, benötigt erfolgt der die Aufzeichnungsspuren nacheinander abman für das Auslesen aller Daten der 1000 χ 1000 Zellen tastet

10⁶US, d.h. 1 s. Demzufolge besteht eine Nacheilung Die Erfindung läßt sich auf Videosignale anwenden, von 1 s von dem Zeitpunkt, zu dem die lf^-te Zelle deren unterteilte Aufnahmesignale zusammengesetzt ausgelesen wird. Die in den Zellen enthaltenen Informa- 30 ein Bild ergeben. Wenn beispielsweise ein einzelnes Bild tionen entsprechen einer Ladungsmenge, und die La- in vier Bildblöcke unterteilt wird, werden vier parallele dungsmenge ist im wesentlichen proportional zu der Bildsignale, die zusammen die Information eines Video-Menge ausgesandten Lichts oder zu einer Belichtungs- bildes enthalten, gleichzeitig in vier Aufnahmespuren zeit Aus diesem Grunde besteht eine große Empfind- aufgezeichnet Der Inhalt dieser Aufzeichnungsspuren lichkeitsdifferenz zwischen der fotoelektrischen Ober- 35 wird sequentiell für jede Spur wiedergegeben, so daß tragungsempfindlichkeit (gespeicherte Ladungsmenge) ein serielles Bildsignal entsprechend dem Inhalt eines der ersten Zelle und derjenigen der 10⁶-ten Zelle, wor- Videobildes entsteht. Demzufolge kann das mit der aus eine große Verschlechterung der Bildqualität resul- Halbleiter-Bildaufnahmeeinrichtung mit hoher Auflötiert. Im Extremfall setzt die Sättigung der Zelle wäh- sung aufgenommene Bild aufgezeichnet und wiedergerend des Auslesens der Aufnahmesignale bzw. Bilddaten 40 geben werden, ohne daß hierzu ein speziell entwickelter ein, so daß keiiie richtigen Bilddaten mehr erhalten wer- Parallel-Serien-Wandler erforderlich wäre,
den. Dj-^ Erfindung soll im folgenden anhand eines in der

Eine Lösung dieses Problems ist in F i g. 1 dargestellt Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher er-

Die Bildaufnahmeeinrichtung 10 mit 1000 χ 1000 Zellen läutert werden. Es zeigt

ist in vier Bildblöcke IO1 bis 1O₄ unterteilt, wobei jeder 45 Fig. 1 eine erläuternde Darstellung für die Erzeu-Block beispielsweise 1000x250 Zellen aufweist Ein gung vierer paralleler Bilddaten von einer einzigen-Bild-Bildblock kann beispielsweise 250 Zeilen mit 1000 Bild- aufnahmeeinrichtung;

elementen aufweisen. Die 1000 Zellen in jeder horizon- F i g. 2 eine schematische Darstellung des Bandtrans-

talen Abtastzeile sind äquidistant angeordnet, wodurch ports eines Schrägspur-Videoaufzeichnungsgeräts, das

1000 vertikale Abtastlinien erhalten werden. Vier Aus- 50 als Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät in dem Ausfüh-

gangssignale VA 1 bis VA $ von einem als vertikale Ab- rungsbeispiel verwendet wird;

tasteinrichtung 12 dienenden vertikalen Adressen- F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines in dem

Schieberegister werden auf jeweils einen der Blöcke 1Oi Videogerät aus F i g. 2 benutzten rotierenden Zylinders,

bis IO4 geleitet. Horizontale Adressen der Blöcke 1Oi bis in dem vier zum Zwecke der Erläuterung vergrößert

IO4 werden durch ein Ausgangssignal HA eines horizon- 55 dargestellte Aufnahmeköpfe montiert sind;

talen Adressen-Schieberegister 14 adressiert. Die verti- F i g. 4 eine Seitenansicht des rotierenden Zylinder!»;

kalen Abtastungen der Blöcke 1Oi bis IO4 werden paral- F i g. 5 von den vier Aufnahmeköpfen aus F i g. 3 oder

IeI durch die vier Ausgangssignale VA 1 bis VA 4 durch- 4 erzeugte Aufnahmespuren auf dem Magnetband;

geführt. Alle horizontalen Abtastungen der Blöcke 1Oi F i g. 6A und 6B Blockschaltbilder, die zusammen ein

bis IO4 werden gleichzeitig durch das Signal HA be- 60 Aufnahme-/Wieder_eabegerät nach einem Ausführungs-

wirkt. Dadurch können die Bilddaten der vier Blöcke beispiel der Erfindung erläutern;

parallel oder als Zeitmultiplex erhalten werden. Fig." Eingangs- und Ausgangssignalverläufe der in

Wenn ein Bildschirm in vier parallele Bilddaten unter- F i g. 6A dargestellten Video-Verarbeitungs:;chaltung;

teilt wird, kann die Abtastzeit eines Bildes auf 1/4 Se- F i g. 8 ein Blockschaltbild eines in F i g. 6B dargestell-

kunde im obigen Beispiel reduziert werden. Wenn eine 65 ten Zeitachsen-Konverters;

Unterteilung in 16 Bilddaten erfolgt, können die Bildda- Fig. 9 Signalverläiirä zur Illustration der Funktion

ten in 1/16 Sekunden ausgelesen werden. Auf diese Wei- der in Fig. 8 dargestellten Schaltung,

se kann die Verschlechten Jig der Bildqualität durch ei- In der Zeichnung sind gleiche Funktionsteile mit glei-

chen Bezugsziffern versehen. Diese können daher gegeneinander ausgetauscht werden.

F i g. 2 zeigt den Bandtransport eines Videorecorders vom Schrägspurtyp, der als Aufnahme- und Wiedergabegerät benutzt wird. Ein Videoband 18 wird von einer Vorratsspule 16 abgespult und ist um nahezu den gesamten Umfang eines Zylinders 20 gewickelt. Das um den Zylinder 20 mit einer Windung gewickelte Band 18 wird von einer Aufnahmespule 26 mit Hilfe einer Capstan-Welle 22 und einer Andruckrolle 24 aufgewickelt. Auf der Umfangsfläche des Zylinders 20 sind vier Aufnahmeköpfe H1 bis HA angeordnet.

Fig.3 zeigt in übertriebener Darstellung, wie die Aufnahmeköpfe (Videoköpfe) Hi bis H A auf dem rotierenden Zylinder 20 befestigt sind. Fig.4 zeigt eine praktische Anordnung der vier Köpfe Hi bis HA auf dem Zylinder 20. Das Videoband 18 ist schräg um den Zylinder 20 gewickelt. Demzufolge schreiben die Köpfe H1 bis HA schräge Spuren auf das Band 18, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Wenn der Zylinder 20 einmal rotiert, werden vier Spuren 71 bis TA auf das Band geschrieben. Bei der nächsten Umdrehung des Zylinders werden vier weitere Spuren TlO bis 740 gebildet Der Kopf Hi schreibt die Spuren Ti und 710, der Kopf H2 die Spuren 72 und 720, der Kopf H 3 die Spuren 73 und 730 und der Kopf HA die Spuren 74 und 740.

In dem dargestellten Ausführungspiel beträgt der Abstand d zwischen benachbarten Aufnahmeköpfen 20μπι, und die effektive Spurbreite W ist 15 μΐη. Demzufolge weisen die Spuren einen Zwischenraum, d. h. ein Schutzband G, von 5 μιη auf. Der Neigungswinkel Φ der Aufnahmespur beträgt 10°. Da es aus Raumgründen schwierig ist, die vier Kopfspalten zu justieren, sind die Köpfe H1 und HA gestuft angeordnet, wobei zwischen den Stufen ein Abstand /existiert (F i g. 3). Sind die Köpfe in einer Linie angeordnet, ist der Abstand / gleich Null.

F i g. 6A und 6B zeigen zusammen ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Aufnahme-Wiedergabegeräts. Ein optisches Bild eines (nicht dargestellten) Objekts wird auf der lichtempfindlichen Oberfläche einer Bildaufnahmeeinrichtung 10 erzeugt In dem Ausführungsbeispiel ist dies eine gewöhnliche MOS-Bildaufnahmeeinrichtung mit 1000 χ 1000 Zellen. Die fotoelektrischen Zellen der Aufnahmeeinrichtung 10 sind in vertikaler Abtastrichtung in Viertel geteilt, so daß vier Bildblöcke 10i bis 1O₄ mit jeweils 1000x250 Zellen gebildet sind. Die horizontale Abtastung jedes Bildblocks wird mit einem Horizontaladressen (HA)-Schieberegister 14 mit 1000 bits ausgeführt Für die vertikale Abtastung ist ein Vertikaladressen-Schieberegister 12 mit 4 χ 250 bits vorgesehen. Ein Taktoszillator 30 erzeugt ein Taktsignal £30 mit einer Frequenz von 10 MHz. Zur Bildung eines Farb-Hilfsträgers f_x (3,58 MHz) im NTSC-System kann für das Taktsignal £30 die Frequenz 3 ^_n also 10,7 MHz, verwendet werden. Das Taktsignal £30 gelangt auf einen Synchronsignalgenerator 32 und auf einen ersten Eingang eines UND-Gatters 34. Ein Torsignal £32 zur horizontalen Austastung wird von dem Generator 32 auf einen zweiten Eingang des UND-Gatters 34 geleitet Während einer Periode, in der das Torsignal £32 logisch »1« ist wird das Taktsignal £30 über das UND-Gatter 34 auf das HA-Schieberegister 14 geleitet Das Schieberegister 14 wird von dem Taktsignal £30 mit 10 MHz getaktet und führt eine bit-Verschiebung alle 0,1 ps aus, wodurch ein die horizontale Adresse bestimmendes Ausgangssignal HA gebildet wird.

Das horizontale Schieberegister 14 erzeugt alle 1000 bit-Verschiebungen ein horizontales Übertragsignal £14. Das Übertragsignal £14 wird dem vertikalen ι Schieberegister 12 und dem Generator 32 zugeführt.

Das Schieberegister 12 beinhaltet vier Einzelschiebere- ι gister mit jeweils 250 bits, die von dem Übertragsignal £14 getaktet werden. Der Generator 32 erzeugt ein Torsignal £32 mit der Pulsbreite 10 μβ unter Verwendung des Taktsignals £30 und des Übertragsignals £ 14.

Das Signal £32 stoppt die Zählfunktion des horizontalen Schieberegisters 14 für 10 μ5. Die von dem Schieberegister 14 für die Zählung von 1000 bits benutzte Zeit ist

0,1 μ5 χ 1000 - 100 μβ.

Da die horizontale Austastperiode \Q\is beträgt, wird das horizontale Übertragsignal £ 14 alle 110 μ5 erzeugt. Die vier vertikalen Schieberegister mit 250 bits in der Schieberegisteranordnung 12 erzeugen die vertikale-Adressen-bestimmende Ausgangssignale VA 1 bis VA 4, die alle 110 με um einen bit verschoben werden. Wenn 250 Impulse des Übertragsignals £14 erzeugt worden sind, erzeugt das 250-bit-Schieberegister 12 ein vertikales Übertragsignal £ 12. Die Periode von 110 μβ des horizontalen Übertragsignals £14 entspricht der horizontalen Abtastperiode. Die Periode

110μ5 χ 250 = 27,5 ms

des vertikalen Übertragungssignals £12 entspricht der vertikalen Abtastperiode. Demzufolge können die Bilddaten eines Bildes in 27,5 ms erhalten werden.

Das die horizontale Adresse bestimmende Ausgangssignal HA gelangt auf den horizontalen Schalt-MOS-Transistor (nicht dargestellt), der in der Bildaufnahmeeinrichtung 10 enthalten ist. Die vier die vertikalen Adressen bestimmenden Ausgangssignaie VA 1 bis VA 4 werden auf (nicht dargestellte) MOS-Transistoren für vertikale Pufferspeicher in den Bildblöcken 1Oi bis 1O₄ geleitet Da der Ladungsmenge in den Zellen an einem Ort, der durch die Signale VA 1 und HA 1 adressiert ist, entsprechende Signal wird dann von der Bildaufnahmeeinrichtung 10 in Reihe erzeugt. Das erzeugte Signal ist ein Bildsignal PJi des Bildblocks 10,. In gleicher Weise werden Bilddaten PI2 bis PIA nacheinander von den Bildblöcken IO2 bis IO4 erzeugt. Die Daten Pl 1 bis PIA existieren parallel. Die vier parallelen Bilddaten PIi bis PIA werden auf eine Videoverarbeitungsstufe 36 geleitet Die Videoverarbeitungsstufe 36 enthält gewöhnlich aufgebaute Verarbeitungsstufen für ν.ίτ Kanäle zur getrennten Verarbeitung der Bilddaten Pl 1 bis PIA. Jede der vier Videoverarbeitungsstufen kann solche für Fernsehkameras sein, die Schaltungen, wie z. B.

eine ^-Korrektur-Schaltung und eine Klemmschaltung, zur Erzeugung eines allgemeinen zusammengesetzten Videosignals (BAS) enthalten. Ein horizontales Synchronsignal //32 wird von dem Synchronsignalgenerator 32 auf die Verarbeitungsstufe 36 geleitet Das Signal //32 wird in Phase mit der Mitte des Torsignals £32 erzeugt und hat eine Pulsbreite von 5 μ£. Die Verarbeitungsstufe 36 bildet zusammengesetzte Videosignale £36i bis £36₄ unter Verwendung der Bilddaten Pl 1 bis PIA.

F i g. 7 zeigt Beispiele eines Bildsignals PI in Zeile (a) und eines zusammengesetzten Videosignals £36 (Zeile b)-Die zusammengesetzten Videosignale £36i bis £36₄

gelangen auf einen Frequenzmodulator (FM-Modulator) 38 mit einer Schaltung, die vier FM-Eingangskanäle aufweist. Die Mittenfrequenz des FM-Modulators 38 ist als optimaler Wert für die elektromagnetische Wandlercharakteristik in dem magnetischen Aufnahme-/Wiedergabesystem gewählt. Die optimale Mittenfrequenz wird in Relation zu der Relativgeschwindigkeit der Videoköpfe H\ bis H 4 zum Videoband 18 bestimmt. In dem Hergestellten Ausführungsbeispiel ist die Mittenfrequenz beim Grauwert des Videosignals bei 12 MHz gewählt. FM-modulierte Signale £38| bis £384, die von dem FM-Modulator 38 gebildet worden s'nd, gelangen auf einen Aufnahmeverstärker 40 mit vier Kanälen. Die Aufnahmesignale £40i bis £40₄ werden in dem Aufnahmeverstärker 40 einer Stromverstärkung unterworfen und gelangen jeweils auf Klemmen R von Aufnahme-/Wiedergabe-Wahlschaltern 42| bis 424. Die durch die Auswahlschalter 42_t bis 42₄ entnommenen Aufnahmesignale F40| bis £404 werden über einen rotierenden Wandler 21 jeweils den Videoköpfen HX bis H4 zugeführt. Der rotierende Wandler 21 ist mit stationären Primärwindungen und rotierenden Sekundärwindungen versehen und leitet kontinuierlich die Signale £ 40| bis £ 4O4 auf die rotierenden Köpfe H1 bis H 4.

Wenn der rotierende Zylinder 20 mit den Videoköpfen Wl bis H4 eine Umdrehung macht, werden vier Aufnahmespuren 71 bis T 4 auf dem Videoband 18 geschrieben, wie sie in Fig.5 dargestellt sind. Das FM-modulierte Bildsignal eines Bildes ist in den Spuren Π bis Γ4 gespeichert. In entsprechender Weise sind die Bildsignale, die zum nächsten Bild gehören, auf den Spuren "10 bis Γ40 bei einer folgenden Umdrehung des Zylinders 20 aufgeschrieben.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht eine Umdrehung des Zyllinders 20- einem Büd. Daher muß die Abtastung der Bildblöcke 10, bis 1O₄ der Bildaufnahmeeinrichtung 10 korrespondieren mit einer Umdrehung des Zylinders 20. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dies dadurch erreicht, daß die Rotationsperiode des Zylinders 20 entsprechend gesteuert wird. Wie oben erläutert worden ist, werden die Bilddaten Pl 1 bis Pl4 eines Bildes alle 27,5 ms erhalten. Demzufolge wird die Rotationsperiode des Zylinders 20 auf 27,5 ms eingeregelt. Diese Regelung wird dadurch erreicht, daß die Rotation des Zylinders 20 mit dem vertikalen Übertragungsignal £12, das eine Periode von 27,5 ms hat, synchronisiert wird.

Die Rotation des Zylinders 20 wird von einem Sensor 23 detektiert. Der Sensor 23, der aus einem Hall-Element, einem Fotodetektor o. ä. bestehen kann, erzeugt beispielsweise einen Detektionsimpuls £23 bei einer Umdrehung des Zylinders 20. Der Detektionsimpuls £23 gelangt auf einen Tastimpulsgenerator 44, der durch den Impuls £23 einen Tastimpuls £44 erzeugt, der seinerseits einem Phasenvergleicher 46 zugeführt wird. Ein Sägezahn £48 wird von einem Sägezahngenerator 48 auf den anderen Eingang des Vergleicher 46 geleitet Der Sägezahngenerator 48 wird von dem vertikalen Übertragsignal £12 getriggert und erzeugt ein Sägezahnsignal £48 mit der Periode von 27,5 ms.

Der Vergleicher 46 führt einen Phasenvergleich des Signals £48 mit dem Impuls £44 durch und erzeugt ein Korrektursignal £46, dessen Spannung proportional zu der Phasendifferenz zwischen den Signalen £48 und £44 ist Das Korrektursignal £46 wird von einem Motor-Antriebsverstärker 50 verstärkt und bildet somit ein Antriebssignal £50 für den Motor des Zylinders 20. Das Signal £50 gelangt daher auf einen Gleichstrom-Servomotor für den Zylinderantrieb (der nicht dargestellt ist). Der Zylinder-Servomotor bildet zusammen mit den Komponenten 20,23,44,46,48 und 50 eine Servo-Phasenregelscheife. Durch die Funktion dieser Phasenregelscheife wird die Umdrehung des Zylinders 20 exakt mit der Periode von 27,5 ms eines Bildes synchronisiert. Demzufolge werden die Bilddaten, die zu 250 horizontalen Abtastlinien gehören, exakt und gleichzeitig in die Aufnahmespuren 7"1 und T4 in F i g. 5 geschrieben.

Daher werden die Bilddaten eines Bildes mit 1000 horizontalen Abtastzeilen jedesmal in vier Spuren Tl bis T4 gespeichert, wenn sich der Zylinder 20 einmal dreht. Zur Steuerung des Bandtransports wird ein Steuersignal auf dem Band 18 gespeichert. Das Steuersignal

is wird unter Verwendung des vertikalen Übertragungssignals £12 gebildet. Hierzu wird das Übertragsignal £ 12 auf einen Impulsgenerator 52 geleitet. Der Generator 52 wird von dem Übertragsignal £ 12 getriggert und erzeugt einen Steuerimpuls £52. Der Steuerimpuls £52 wird durch einen Aufnahmeverstärker 54 verstärkt und bildet ein Steuersignal CS. Das Steuersignal CS wird über den Kontakt R eines Relaisschalters 42s auf einen Steuerkopf 25 geleitet. Dadurch wird, wie in F i g. 5 gezeigt, ein Steuersignal CS, das der Periode von 27,5 ms eines Bildes entspricht, auf der Steuerspur CT des Videobandes 18 aufgenommen.

Die Steuerung des Antriebs des Videobandes 18 durch die Capstan-Welle 22 wird in folgender Weise ausgeführt:

Das Übertragsignal E12 gelangt über die Klemme R eines Auswahlschalters 42β auf einen Spannungsverstärkers 66. Das Ausgangssignal £66 des Verstärkers 66 gelangt auf einen Phasenschieberkreis 68, wo es in einen phasenverschobenen Impuls £68 mit derselben Periode

wie das Ubertra^i^nai E X2. mn^wenddt wird, Der Impuls £68 hat somit eine vorgegebene Phasendifferenz zum vertikalen Übertragsignal £12. Die Phasendifferenz ist mit einem Phasenschieberregler 69 einstellbar. Der Regler 69 wird für die justierung der Spuren verwendet, die unten näher erläutert wird. Der Impuls 68 gelangt auf den Eingang eines Abtast-Impuls-Generators 70. Nach Triggerung durch den Impuls £68 erzeugt der Generator einen Tastimpuls £70 mit derselben Periode wie das vertikale Übertragsignal £12 und mit einer vorgegebenen Phasenverschiebung relativ zu diesem Übertragsignal £12. Der Tastimpuls £70 wird auf einen Phasenvergleicher 72 geleitet.

Die Rotationsgeschwindigkeit der Capstan-Welle 22 wird mit Hilfe eines Sensors 29 gemessen, der mit dem

so Capstan-Motor 27 gekoppelt ist Der Sensor 29 kann derselbe Fotodetektor sein wie der Sensor 23 für die Rotation des Zylinders 20. Wenn der Capstan-Motor 27 durch einen Frequenzgenerator gesteuert wird, kann der Frequenzgenerator (FG) als Sensor 29 benutzt werden. Der Sensor 29 erzeugt eine vorgegebene Anzahl von Capstan-Rotationsimpulsen £29, wenn das Videoband 18 um eine Länge transportiert wird, die einer Rotation des Zylinders 20 entspricht Der Rotationsimpuls £29 wird auf einen Spannungsverstärker 74 über eine Klemme R eines Auswahlschalters 427 geleitet Das Ausgangssignal £74 des Verstärkers 74 gelangt auf einen Sägezahngenerator 76. Der Sägezahngenerator 76 wird durch das Ausgangssignal £74 getriggert und erzeugt ein Sägezahnsignal £76 mit einer Periode von 27,5 ms, die der Rotationsgeschwindigkeit der Capstan-Welle 22, also der Bandgeschwindigkeit entspricht Das Sägezahnsignal £76 gelangt auf den zweiten Eingang des Vergleichers 72, der einen Phasenvergleich zwi-

ÖL·

sehen dem Signal £76 und dem Taütimpuls £70 durchführt und ein Korrektursignal £72 erzeugt. Das Korrektursignal £72 wird von einem Motorantriebsverstärker 78 verstärkt und als Antriebssignal £78 für den Capstan-Motor verwendet. Das Signal £78 wird auf den Capstan-Motor 27 geleitet, der als Gleichstrom-Servomotor ausgebildet ist.

Der Capstan-Motor 27 bildet zusammen mit den Komponenten 29 und 66 bis 78 eine Phasenregelschleife. Dadurch ist die Bandgeschwindigkeit exakt synchronisiert mit den vertikalen Übertragsignalen £12. Die Bandgeschwindigkeit ist beim Aufnahmebetrieb so gewählt, daß beispielsweise in F i g. 5 die Köpfe H X bis HA, die bei der ersten Umdrehung des Zylinders 20 die Spuren Tl bis T4 geschrieben haben, die Spuren TlO bis T40 bei der nächsten Umdrehung des Zylinders 20 aufschreiben.

Im Wiedergabebetrieb wird von dem Steuerkopf 25 ein Ausgangssignal, also ein Wiedergabesteuersignal CS, efEcügi und auf den Späiinuiigsversiärker 66 über einen Kontakt P des Auswahlschalters 42s geleitet. Das Ausgangssignal £66 des Verstärkers 66 gelangt über den Phasenschieberkreis 68 auf den Abtastimpulsgenerator 70 und wird zum Abtastimpuls £70. Der Abtastimpuls £70 gelangt auf den Phasenvergleicher 72. Der Ausgangsimpuls £23 des Sensors 23 für die Rotation des Zylinders 20 wird über den Kontakt Pdes Auswahlschalters 427 auf den Spannungsverstärker 74 geleitet. Das Ausgangssignal £74 des Verstärkers 74 wird durch den Sägezahngenerator 76 in ein Sägezahnsignal £76 umgewandelt, das dann auf den Phasenvergleicher 72 gelangt. Das Ausgangssignal £72 des Phasen vergleichers 72 wird als Fehlersignal für die Bandgeschwindigkeit auf den Motorantriebsverstärker 78 für die Capstan-Weile geleitet. Dabei wird der Capstan-Motor 27 gesteuert, daß seine Rotationsgeschwindigkeit mit dem Steuersignal CS und dem Zylinder-Rotationsimpuls £23 phasensynchronisiert ist. Dadurch rotiert der Capstan-Motor 27 mit einer festen Geschwindigkeit, synchronisiert mit der Rotation des Zylinders 20. Die Bandgeschwindigkeit ist dabei so geregelt, daß der Kopf H1, der die Spur Tl bei der ersten Umdrehung des Zylinders 20 liest, bei der nächsten Umdrehung des Zylinders 20 die Spur T2 liest. Die Steuerung der Rotation des Zylinders 20 wird im Wiedergabebetrieb unter Verwendung des vertikalen Übertragsignals £ 12 und des Zylinder-Rotationsimpuls £23 durchgeführt und ist dieselbe wie im Aufnahmebetrieb.

Es ist notwendig, daß die Mitte des Spalts des Videokopfes H X bei der Wiedergabe mit der Mitte jeder der Spuren T1 bis T4 zusammenfällt Diese Spurjustierung wird bewirkt durch eine Veränderung der Größe des Versatzes der Regelschleife mit Hilfe des Phasenschieberreglers 69. Nach der Spurjustierung läuft der Kopf H X auf den Mittellinien der Aufnahmespuren Tl bis T4 nacheinander, bewirkt durch die Rotationsregelung des Zylinders 20 und der Capstan-Welle 22.

Zur Wiedergabe der auf dem Videoband 18 gespeicherten Bilddaten werden die Aufnahme-Wiedergabe-Auswahlschalter 42i bis 424 auf den Kontakt P umgeschaltet Die von den Videoköpfen H\ bis HA wiedergegebenen Ausgangssignale werden dann über den rotierenden Wandler 21 auf den Spannungsverstärker 56 geleitet der vier Kanäle aufweist Der Verstärker 56 erzeugt Wiedergabe-FM-Signale £56i bis £564, die den Wiedergabesignalen der Köpfe H1 bis HA entsprechen.

Da die Wiedergabe-FM-Signale £56₍ bis £56₄ paral-

lele Signale für vier Zeilen sind, müssen diese einer Parallel-Serien-Wandlung unterworfen werden. Diese Wandlung wird dadurch durchgeführt, daß die Spuren T1 bis T4, die die Bilddaten für ein Bild enthalten, nacheinander mit einem einzigen Kopf abgetastet werden. Beispielsweise wird das Signal £56i, das dem Ausgangssignal des ersten Videokopfes H X entspricht, auf einen FM-Entzerrer geleitet. Der FM-Entzerrer 60 kompensiert eine Pegelabsenkung der Wiedergabe in der Sei-

to tenbandregion, die durch die (frequenzabhängige) magnetische Wandlercharakteristik des Kopfes HX entsteht. Das Ausgangssignal £60 des Entzerrers 60 wird auf einen FM-Demodulator 62 geleitet. Der FM-Demodulator 62 demoduliert das vom FM-Entzerrer 60 kommende kompensierte FM-Signal und erzeugt ein Wiedergabevideosignal £62. Das Videosignal £62 wird auf eine Verzögerungsschaltung 64 geleitet, die das Sighül £62 abhängig von Verzögerungsdaten D 80 verzögert, um ein Videosignal £64 zu erzeugen.

Die VerzügcfungSSChäiiüng 64 kompensiert ucvi.

korrigiert Verschiebungen der Zeitachsen der Spuren Tl bis T4,die durch die Stufenabstände /der Köpfe H X bis HA(F i g. 3) verursacht sind.

Die Signal-Verzögerungszeit in der Verzögerungs-Schaltungsschaltung 64 wird durch die Verzögerungsdaten D80 bestimmt, die von einem Ringzähler 80 abgeleitet werden, dem die Impulse £23 und £66 zugeleitet werden. Die Verzögerungsschaltung 64 bewirkt durch das Verzögerungssignal D 8Oi eine Signalverzögerung, die dem Stufenabstand 3/entspricht, wenn der Kopf H1 die Spur Tl in Fig.5 überfährt. Danach überstreicht der Kopf HX die Spur T2. In diesem Fall zählt der Zähler 80 den Zylinderrotationsimpuls £23 und erzeugt ein Verzögerungssignal DSO₂. Wenn daher der Kopf HX die Spur T2 überstreicht, erzeugt die Verzögerungsschaltung 64 eine Signalverzögerung, die dem Stufenabstand 2/entspricht. In entsprechender Weise wird ein dem Stufenabstand /entsprechendes Verzögerungssignal produziert wenn der Kopf H X auf der Spur T3 läuft.

Keine Signalverzögerung wird bewirkt beim Abtasten der Spur T4. Beim Übergang des Kerfes H1 auf die Spur TlO wird der Zähler 80 durch das Signal £66 zurückgestellt, so daß die Signalverzögerung wieder auf 3/zurückspringt. Die Aufnahmespuren werden nacheinander durch den Kopf H1 abgetastet, während die Signalverzögerungszeit entsprechend umgeschaltet wird. Auf diese Weise erzeugt die Verzögerungsschaltung 64 ein serielles Videosignal £64. Das serielle Videosignal

so £64 ist frei von Phasenverschiebungen, die durch die Stufenabstände / bis 3/ erzeugt worden sind, und entspricht vielmehr genau den Bilddaten, die von der Bildaufnahmeeinrichtung 10 aufgenommen worden sind.
Das erfindungsgemäße Aufnahme-/Wiedergabegerät nimmt daher eine Mehrzahl von parallelen Bilddaten in parallelen Spuren auf und kann die aufgenommenen parallelen Daten in Form von seriellen Bilddaten direkt wiedergegeben.

Das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel kann im Rahmen der Erfindung auf verschiedene Weisen abgewandelt werden. Die Anzahl der Bildelemente der Bildaufnahmeeinrichtung 10, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 1000 χ 1000 Zellen ist, kann auch mit 2" gebildet sein, beispielsweise 256x512 Zellen (2⁸x2⁹) oder 2048 χ 2048 Zellen (2" χ 2"). Die Anzahl der geteilten Bildsegmente in einem Bild ist nicht auf die vier beschriebenen Bildelemente beschränkt Das Bild kann ebenso in zwei Segmente bei der Verwendung einer

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Bildaufoahmeeiii. ichtung mit 300 χ 400 Zellen unterteilt werden. Andererseits können auch 10 Segmente bei einer Bildaufnahmeeinrichtung mit 2000x2000 Zellen vorgesehen sein. Bei zwei Bildsegmenten werden zwei parallele Bilddaten aufgezeichnet, so daß zwei Aufnahmeköpfe erforderlich sind. Wenn die Frequenzcharakteristik des Aufnahme-Wiedergabesystems ausreichend breit ist, können zwei parallele Bildsignale in ein einziges zusammengesetztes Bildsignal gewandelt werden und das zusammengesetzte Bildsignal kann mit einem einzigen Kopf aufgezeichnet und wiedergegeben werden.

In F i g. 6 ist zusätzlich ein Parallel-Serien-Wandler vorgesehen, in dem die wiedergegebenen FM-Signale £56| bis E 56a als parallele Signale vorübergehend in einem Halbleiterspeicher gespeichert und sequentiell ausgelesen werden. In diesem Fall kann eine Stehbildwiedergabe eines Bildes unter Verwendung der Ausgangssignale des Speichers durchgeführt werden.

In dem Ausführungsbeispiel in F i g. 6 können die ungeraden horizontalen Abtastungen beim Abtasten des ersten Halbb!^ldes durchgeführt werden, um eine ineinander greifende Abtastung zu erzielen. Die geradzahligen Zeilen werden dann für das zweite Halbbild abgetastet.

Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich auf die Aufnahme und Wiedergabe allgemeiner Informationen sowie von Farb-Videosignalen des NTSC-, PAL- oder SECAM-System anwendbar.

Wenn ein Videokopfzylinder 20 mit einer In-line-An-Ordnung (I = 0) anstelle der Stuicnanordnung in F i g. 3 oder 4 verwendet wird, können die Verzögerungsschaltung 64 und der Ringzähler 80 entfallen.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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45

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60

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Claims

Patentansprüche:

1. Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät für Videosignale mit einer Aufnahmeeinrichtung in der das Videosignal in mehrere Aufnahmesignale unterteilt wird,

mit einer Aufzeichnungseinrichtung, die gleichzeitig die Aufnahmesignale in eine Anzahl von Aufzeichnungsspuren eines Aufzeichnungsmediums schreibt, die der Anzahl der Aufnahmesignale entspricht, und mit einer Wiedergabeeinrichtung, die den Aufnahmesignalen entsprechende Signale nacheinander wiedergibt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmesignale (E 4Oi bis £40₄) aus jeweiligen Bildblökken (lOi bis ΙΟ.»), in die eine Halbleiter-Bildaufnahmeeinrichtung (10) unterteilt ist, abgeleitet und entsprechenden rotierenden Aufnahmeköpfen (H 1 bis HA) in der Aufnahmeeinrichtung zugeleitet werden und die Wiedergabe mittels eines einzigen rotierenden Wiedergabekopfes (H1) in der Wiedergabeeinrichtung erfolgt, der die Aufzeichnungsspuren (Tl bis TA) nacheinander abtastet.

2. Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Aufzeichnungsköpfe (Ht bis H4) gestuft angeordnet sind und daß der Aufzeichnungskopf (H 1), der zur Speicherung des Aufnahmesignals (£40i) vorgesehen ist, zugleich als rotierender Wiedergabekopf (H \) dient

3. Aufzeknnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtrng eine Aufnahmestufe (25, 52, 54) zur Aufzeichnung ein· s Steuersignals (CS) aufweist, das eine Information über Zeitabschnitte bei der Aufzeichnung der Aufnahmesignaie (E4ö\ bis £40₄) durch die Aufnahmeköpfe (Hi bis HA) beinhaltet

4. Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:

eine Sensoreinrichtung (25,66) zur Erzeugung eines Rückstellsignals (E 66) in Abhängigkeit von dem auf dem Aufzeichnungsmedium (18) gespeicherten Steuersignal (CS), wenn der rotierende Wiedergabekopf (Hi) die erste Spur (Ti) der Mehrzahl von Aufzeichnungsspuren (Ti bis T4)abtastet;
einen Sensor (23) zur Erzeugung von Zählsignalen (E 23), die den Zeitabständen beim Überstreichen der einzelnen Spuren (Ti bis 7*4) durch den rotierenden Wiedergabekopf (H 1) entsprechen;
einen Zähler (GO), der durch das Rückstellsignal (E 66) rückstellbar ist, zur Zählung der Zählsignale (E 23) und Erzeugung einer Zählinformation (D 90), die angibt, welche der Mehrzahl der Aufnahmespuren (Ti bis 74) von dem rotierenden Wiedergabekopf (H 1) unterstrichen wird; und
eine Verzögerungsschaltung (64) zur Verzögerung eines von dem rotierenden Wiedergabekopf (Hi) wiedergegebenen Signals (£62) um einen vorbestimmten Betrag, wobei die Größe der Signalverzögerung in Abhängigkeit von der Zählinformation (D 80) veränderbar ist, so daß das wiedergegebene Signal (£62) der gleichzeitig aufgenommenen Aufnahmesignale (£40i bis E4O₄) in das zeitlich aneinander gereihte Wiedergabesignal (£64) transformiert ist.

5. Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnungseinrichtung eine Synchronisationseinrichtung (23,44,46,48,50) zur Synchronisation der Umdrehung der rotierenden Aufnahmeköp- ie (Hi bis HA) mit der Aufnahmedauer der Mehrzahl der Aufnahmesignale (£40i bis £404) beinhaltet

6. Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet daß die

ίο Halbleiter-Bildaufnahmeeinrichtung (10) in eine Mehrzahl von zweidimensionalen Bildblöcken (10i bis IO4) entsprechend der Anzahl der Aufnahmesignale (E40i bis £404) in Richtung der vertikalen Achse in der Ebene der zweidimensionalen Halbleiter-Bildaufnahmeeinrichtung (10) aufgeteilt ist

daß vertikale Abtasteinrichtungen (12) mit der Halbleiter-Bildaufnahmeeinrichtung (10) für Abtastung in vertikaler Richtung und Erzeugung eines vertikalen Übertragungssignals (E 12) jedesmal dann, wenn die vertikale Abtastung beendet ist, gekoppelt sind,

daß an einem Antrieb (22, 24, 27) für das Aufzeichnungsmedium (18) ein Sensor (29) angekoppelt ist der ein Signal (£29) entsprechend der Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums (18) erzeugt, und

daß eine Phasenvergleichsstufe (66,68,69,70,72,74, 76, 78) an die vertikale Abtasteini ichtung (12) und den Sensor (29) angeschlossen ist, die einen Phasenvergleich zwischen dem vertikalen Übertragsignal (E 12) und dem Bandtransportsignal (E29) und somit eine Phasensteuerung des Antriebs (27) durchführt, so daß die Transportgeschwindigkeit des Aufzeichnungsmediums mit dem vertikalen Übertragsignal (E 12) synchronisiert ist

7. Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß die Wiedergabeeinrichtung eine Abnahmevorrichtung (25) des Kontrollsignals (CS) von dem Aufzeichnungsmedium (18) und eine Phasenvergleichsstufe (66, 68, 69, 70,72,74,76,78) aufweist, die mit der Sensorein richtung (25), dem Zählsignalsenscr (23) und dem Antrieb (22, 24, 27) verbunden ist zur Durchführung eines Phasenvergleichs zwischen dem Steuersignal (CS) una dem Zählsignal (£23), wodurch die Transporteinrichtung so phasengesteuert wird, daß der rotierende Wiedergabekopf (H 1) nacheinander die Wiedergabespuren (Tl bis T4) überstreicht.

8. Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen-

vo vergleichsstufe einen Phasenschieber (68, 69) beinhaltet, der eine Justierung des rotierenden Wiedergabekopf (H 1) zu den Aufnahmespuren (Tl bis T4) erlaubt und die Phasendifferenz zwischen dem Steuersignal (CS) und dem Zählsignal (E 23) verändern kann.