DE3515806A1

DE3515806A1 - Signalaufzeichnungs- und wiedergabegeraet mit umlaufendem kopf

Info

Publication number: DE3515806A1
Application number: DE19853515806
Authority: DE
Inventors: Shigekazu Tokorozawa Saitama Wada
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1984-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1985-11-07
Also published as: GB2160348A; JPS60180321U; JPH0426972Y2; GB8511182D0

Description

Signalaufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit umlaufendem Kopf

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf solche Signalaufzeichnungs- und Wiedergabegeräte, wie Videobandrecorder oder dergleichen und speziell auf ein Aufzeichnungsund Wiedergabegerät mit umlaufendem Magnetkopf, bei dem ein Aufzeichnungsmedium, wie ein Videoband oder dergleichen an einem umlaufenden Kopf vorbeibewegt wird, um dadurch eine Signalaufzeichnung/Wiedergabe auszuführen.

Bei einem solchen Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät, wie einem Videobandgerät oder dergleichen findet gewöhnlich eine Umlaufkopftrommeleinrichtung Einsatz, bei der ein Magnetkopf auf einer umlaufenden Trommel montiert ist, die mit hoher Geschwindigkeit rotieren kann. Damit erzielt man eine gesteigerte Relativgeschwindigkeit zwischen dem Band und dem Magnetkopf. Ein Beispiel einer solchen Umlaufkopftrommel ist in Fig. 1 dargestellt. In dieser Zeichnung ist eine feste Trommel 1 an ihrem äußeren Umfang mit einer rillenförmigen Führungsfläche 3 versehen, um ein Band 2 spiralförmig zu führen. Ein Gehäuseteil U ist integral mit der Trommel 1 an ihrem mittleren Teil unten angeordnet. Eine Drehwelle 6 verläuft durch das Gehäuseteil 4 und ist an -diesem mit einem Paar oberer und unterer Lager 5 gelagert. Eine Bewegung der Drehwelle 6 in axialer Richtung wird durch einen Flansch 7 und einen Anschlag 8 begrenzt. Ein Paar Magnete 9, die zur Ermittlung der Drehstellung des Kopfes dienen, sind an dem Anschlag 8 befestigt, und ein Hallelement 10 ist an der festen Trommel 1 gegenüber den Magneten 9 angebracht.

Der Flansch 7 ist in die Mittenbohrung einer umlaufenden

Trommel 11 eingepaßt, an der ein Paar Magnetköpfe 12a und 12b zur Aufzeichnung und Wiedergabe eines Videosignals mittels Halteelementen befestigt sind, die speziell Vorspannungselemente 13a und 13b, wie beispielsweise bimorphe keramische piezoelektrische Elemente sind. Keramische piezoelektrische Elemente werden verwendet, um die Magnetköpfe in axialer Richtung der Drehwelle 6 vorzuspannen, d.h. in der Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Videospur auf dem Band. Die Zuführung des Erregerstroms zu den Vorspannelementen 13a und 13b von der stationären Seite zur umlaufenden Trommel 13 erfolgt über einen Schleifring oder dergleichen. Die Drehantriebskraft eines Antriebsmotors (nicht dargestellt) wird auf die Drehwelle 6 direkt oder über einen Riemen oder dergleichen übertragen.

Fig. 2 zeigt eine konventionelle Einrichtung mit einer Umlaufkopftrommel des obenbeschriebenen Aufbaus. Gemäß Fig. 2 werden die Vertikalpositionen der entsprechenden Magnetköpfe 12a und 12b an vorbestimmten Abtastpositionen mittels einer Kopfhöhendetektoreinheit 14 ermittelt, deren Detektorausgänge von einem Schalterkreis 15 in Höhensignale umgewandelt werden, die den entsprechenden Magnetköpfen 12a und 12b zugehören, in Abhängigkeit von Trommelimpulsen, die man von den Ausgängen des Hallelementes 10 (Fig. 1) erhält, wenn die Magnetköpfe 12a und 12b rotieren. Die Höhensignale werden entsprechenden Abtast- und Haltekreisen 16 und 17 zugeführt. Die Pegeldifferenz zwischen den Ausgängen der Abtast- und Haltekreise 16 und 17 wird von einem Komparator 18 ermittelt, die an ihrem Ausgang eine Fehlerspannung erzeugt, die den Vorspannungselementen 13a und 13b nach Verstärkung durch einen Verstärker 19 zugeführt wird.

Es geschieht mitunter, daß, wie in Fig. 3 gezeigt, ein Aufzeichnungsspurmuster gegenüber einem Standardwinkel geneigt verläuft, beispielsweise aufgrund von Maßungenauigkeiten der Führungsfläche 3 auf der festen Trommel 1. Dies

hat einen Verlust an Spurgenauigkeit zur Folge. Weiterhin kann sich in Abhängigkeit von der Genauigkeit der Lagerung der Drehwelle 6 usw. der Umlaufort der Magnetköpfe 12a und 12b sinusförmig mit einer einer Umdrehung entsprechenden Periode ändern, wie in Fig. 4 gezeigt, wodurch weiterhin die Linearität und Spurgenauigkeit der Magnetköpfe 12a und 12b beeinträchtigt wird.

Um solche Fehler zu verringern, kann man die Maßgenauigkeit der verschiedenen Komponenten des Kopfes und die Genauigkeit beim Zusammensetzen des Kopfes steigern. Dies ist jedoch kostenaufwendig. Wenn darüberhinaus die Spurbreite schmaler gemacht wird, dann wird es schwierig, die Austauschbarkeit von Bändern aufrechtzuerhalten. 15

Die vorliegende Erfindung verfolgt das Ziel, die beschriebenen Nachteile des bekannten Gerätes zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Signalaufzeichnungs-/Wiedergabe-Gerät mit umlaufendem Kopf anzugeben, bei dem die Linearität einer Aufzeichnungsspur durch Vorspannung der Magnetköpfe verbessert ist, um die Neigung oder Verbiegung des Spurmusters der Magnetköpfe aufgrund von Fehlern der mechanischen Komponenten zu korrigieren.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Beispiel einer konventionellen Umlaufkopftrommel;

die Figuren 1A, 1B und 1C zeigen ein Beispiel eines Kopfhöhendetektors, der in dem Gerät nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Beispieles eines konventionellen Spurregelkreises;

Fig. 3 zeigt ein Diagramm eines Spurmusterfehlers auf grund Neigung;
5

Fig. 4 zeigt ein Diagramm eines Spurmusterfehlers auf grund Verbiegung;

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Spurregelkreises nach der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 6 zeigt ein Diagramm der Anordnung einer Kopfhöh end et ek tore inr ich tung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild nach Fig. 5 erläutert, in welchem gleiche Elemente, wie in Fig. 2, entsprechend mit gleichen Bezugszeichen versehen

sind.
20

Gemäß Fig. 5 sind zusätzlich zu den Elementen, die in dem Gerät nach Fig. 2 verwendet werden, ein Schalterkreis 20 zur Ausführung eines Schaltbetriebs in Abhängigkeit eines Trommelimpulssignals, ein Mustergenerator 21 und eine Ad-

dierstufe 24 zum Addieren des Ausgangs des Schalterkreises 20 zum Ausgang des Mustergenerators 21 vorgesehen. Beispielsweise wird die Genauigkeit der Führungsfläche 3 der festen Trommel 1 gemessen und in einer Führungsflächengenauigkeitsdetektor- und -Speichereinheit 22 gespeichert,

und die Abweichung zwischen einem Ideal und dem herrschenden Umlaufort wird gemessen und in einer Umlaufortdetektor- und -Speichereinheit 23 gespeichert. Aus dieser Information, die an den Ausgängen der Einheiten.22 und 23 zur Verfugung steht, führt der Mustergenerator 21 ein Regelsignal zur Addierstufe 24, die eine Korrektur der gemessenen Fehler ausführt. D.h., das Regelsignal, das in Phase mit dem Trommelimpulssignal ist, wird zum Ausgang des

Schalterkreises 22 mittels der Addierstufe 24 hinzuaddiert, um die Kopfposition in bezug auf die aufgezeichnete Spur konstant zu halten.

Die Betriebsweise des Gerätes nach der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.

Bei der Aufzeichnung werden die Vertikalpositionen der Magnetköpfe 12a und 12b (Fig. 1) an vorbestimmten Abtast-Positionen mittels der Kopfhöhendetektoreinheit 14 ermittelt. Die Kopfhöhendetektoreinheit 14 besteht beispielsweise aus einem lichtemittierenden Element 14a, das Licht unter einem bestimmten Winkel relativ zur Y-Richtung längs der Achse eines jeden Magnetkopfes 12a und 12b abgibt, und einem lichtempfangenden Element 14b, das das von dem Element 14a emittierte Licht, das von den Magnetköpfen 12a oder 12b reflektiert worden ist, aufnimmt. Das lichtaufnehmende Element 14b kann beispielsweise ein Bildsensor sein, der in der Lage ist, einen Lichtempfangspunkt zu ermitteln. Die Vertikalposition Y der Magnetköpfe 12a und 12b wird aus der Verschiebung in der Richtung senkrecht zur Umlaufwelle 6 durch die Reflexionsposition des Magnetkopfes 12a oder 12b ermittelt. Die Kopfhöhendetektoreinheit 14 ist an der Umlauftrommel 11 an einer Position befestigt, wo das Band nicht berührt, und an der Seite des festen Kopfes 1.

Das Ausgangssignal der Kopfhöhendetektoreinheit 14 wird zwischen den Magnetköpfen durch den Schalterkreis 15 in Abhängigkeit von einem Trommelimpulssignal umgeschaltet, um den Ausgang der Einheit 14 für jeden der Magnetköpfe zu einem zugehörigen von zwei Abtast- und Haltekreisen 16 und 17 zu leiten. Ein am Ausgang des Komparators 18 erhaltenes Fehlersignal wird selektiv der Addierstufe 24 über den Schalterkreis 20 zugeführt, der ebenfalls einen Umschaltbetrieb in Abhängigkeit von dem Trommelimpulssignal ausführt. Durch den Umschaltbetrieb des Schalterkreises 20 wird daher nur der Ausgang des Mustergenerators 21 vom

Verstärker 19 in bezug auf einen der Magnetköpfe 12a und 12b verstärkt (nämlich den als Bezugskopf angesehenen Kopf), während ein zusammengesetztes Signal aus dem obenerwähnten Fehlersignal und dem Ausgang des Mustergenerators 21 vom Verstärker 19 in bezug auf den anderen der Magnetköpfe 12a und 12b verstärkt wird (das ist der zu justierende Kopf), wobei die verstärkten Signale dem Vorspannelement 13b oder 13a zugeführt werden.

Der Magnetkopf 12a oder 12b wird daher angetrieben, während die Abweichung von seinem Spurmuster gegenüber einem Standardmuster so korrigiert wird, daß das herrschende Spurmuster linear und genau wird. Im einzelnen werden bei der Aufzeichnung die Magnetköpfe 12a und 12b so eingestellt, daß sie ein lineares Muster verfolgen, aufgrund der Korrekturen, die von dem Mustergenerator 21 erzeugt werden. Das aufgezeichnete Muster weist daher keine Wellen in den Aufzeichnungsspuren auf.

Die Kopfhöhendetektoreinrichtung kann wie folgt aufgebaut sein. Wie die Figuren 1A bis 1C zeigen, ist das Vorspannelement 13a (13b) beispielsweise ein bimorphes piezoelektrisches Element, das am einen Ende an der umlaufenden Trommel 11 befestigt ist und am anderen Ende einen magnetischen Kopf 12a (12b) trägt. Ein die Kopfposition ermittelnder Kopf 33 ist dicht an dem Kopf 12a an einer vom Magnetband freigelassenen Stelle angeordnet und erzeugt ein Magnetfeld 3¹K Der Kopf 12a wird dann mechanisch ins Schwingen gebracht und wird an einer Position fixiert, bei der eine Detektorausgangsspannung maximale Amplitude hat. Der Kopf 12a wird wenigstens während einer Zeitperiode in der konstanten Position gehalten, die von der Berührung zwischen dem Band und dem Kopf bis zur Trennung derselben reicht.

Fig. 1C zeigt ein Blockdiagramm eines Regelsystems für Kopfhöhendetektoreinrichtung. Der Kopf 12a wird dazu ver-

wendet, seine Position zu ermitteln, und der andere Kopf 12b wird dazu benutzt, Information auf das Band aufzuzeichnen. Dem Detektorkopf 12a wird ein Signal von einem Signalgenerator 36, beispielsweise einem Oszillator, über einen Verstärker 37 zugeführt. Man erhält so ein vorbestimmtes elektrisches Feld. Ein weiterer Oszillator 38 legt dann sein Signal an das Vorspannelement 13a über ein Addierglied 39, einen ersten Schalter SW. und einen Vorspannelementtreiberkreis 4OB an, um den Kopf 13a mechanisch in Vibration zu versetzen. Eine Wechselkomponente allein vom Ausgangssignal des Kopfes 12a, die der Kopfvibration entspricht, wird über einen zweiten Schalter SW„ durch ein Bandpaßfilter 41 ausgesiebt. Die Polarität und Amplitude davon wird auf der Basis des Ausgangssignals des Oszillators 38 abgetrennt, dem von einem Synchronisationsdetektor 42 über einen Phasenschieber 44 ein Signal zugeführt wird. Das erhaltene Signal wird dem Treiberkreis 40B über einen Glättungskreis 43 und ein Addierglied 39 zugeführt, so daß die Position des Kopfes 12a ermittelt werden kann. Danach wird der erste Schalter SW- ausgeschaltet und die Lageänderung des Kopfes wird an einem Kondensator C. festgehalten.

Obgleich zuvor eine Beschreibung bezüglich des Aufzeichnungsbetriebes gegeben wurde, werden die gleichen Wirkungen auch bei der Wiedergabe erzielt. Obgleich in der obenbeschriebenen Ausführungsform die Magnetköpfe so angeordnet sind, daß sie in der Höhe übereinstimmen, und einer von ihnen als Bezugspunkt angesehen wird, während der andere nachgestellt wird, um mit dem Bezugskopf übereinzustimmen, können die zwei Köpfe doch auch so angeordnet sein, daß die Höhen beider Köpfe mit einer Bezugshöhe in übereinstim-' mung gebracht werden können. Obwohl in dieser Ausführungsform ein Spurfehler aufgrund von Neigung oder Wellung korrigiert wird, kann es weiterhin auch ausreichend sein, nur die Wellung zu korrigieren. Weiterhin ist in der Beschreibung erläutert worden, daß Spurfehler aufgrund von Neigung oder Wellung für beide Magnetköpfe korrigiert werden, die im

wesentlichen gleiche Wirkung läßt sich jedoch unter Umständen auch erreichen, wenn die Wellungskorrektur bezüglich nur eines Kopfes durchgeführt wird. Weiterhin kann der Kopfhöhendetektor 14 ein F₅~System in einem 8 mm Videore-

corder sein. Weiterhin kann, obgleich jeder der Magnetköpfe beweglich angeordnet beschrieben ist, einer von ihnen doch auch befestigt sein.

Obgleich weiterhin in der beschriebenen Anordnung die Einheiten 22 und 23 als ihre Messungen unter der Bedingung, daß die Trommel zusammengesetzt worden ist, ausführend beschrieben worden sind, können diese Messungen durch Ermitteln einer Fehlerspannung usw. beim Lauf eines Bezugsbandes ausgeführt werden. Der Mustergenerator 21 kann durch Ausführen eines Programms in einem Mikrocomputer gebildet sein. In der Führungsflächengenauigkeitsdetektor- und -Speichereinheit 22 kann eine Bohrung, die als Lagebezugspunkt in Umlaufrichtung dient, in der festen Trommel 1 ausgebildet sein. Es ist jedoch eher vorzuziehen, eine Bezugsbohrung durch Bearbeitung einer Führungsfläche zu verwenden. Es ist zur Ausführung der Korrekturregelung bequem, die Bezugsbohrung gleichphasig mit der Lage des Hallelementes 10 (Fig. 1) zur Erzeugung des Trommelimpulssignals zu machen. Obgleich die obere Trommel in der obenbeschriebenen Ausführungsform vom beweglichen Typ ist, kann sie doch auch vom feststehenden Typ sein. Obgleich das Trommelimpulssignal von dem Hallelement erzeugt wird, können auch andere Ermittlungsverfahren verwendet werden.

Wie oben erwähnt, ist das Aufzeichungs- und Wiedergabegerät mit umlaufendem Kopf gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgestaltet, daß der bewegliche Kopf so angetrieben wird, daß dadurch Ungenauigkeiten in der Führungsfläche beim Zusammenbau der entsprechenden Teile der Trommel hervorgerufene Spurfehler korrigiert werden, so daß eine Standardspur aufgezeichnet wird. Aufgrund der Beseitigung solcher Fehler können die Bänder leicht ausgetauscht werden

und man erhält stets ein klares Bild. Mit Bänderaustausch ist hier gemeint, daß mit dem Gerät beispielsweise Bänder abgespielt werden können, die mit einem anderen Gerät bespielt worden sind. Weiterhin ist es möglich, eine Wiedergäbe mit vermindertem Fehler durchzuführen, selbst wenn die Spurbreite relativ schmal ist. Eine gute Austauschbarkeit ist sichergestellt, selbst wenn die Maßgenauigkeit und die Montagegenauigkeit nicht verbessert sind. Es ist daher möglich, die Kosten des Gerätes zu senken. Weiterhin ist es möglich, die Höhe in Längsrichtung der Spuren bei der Aufzeichnung unter Verwendung eines F^-Systems in einem 8 mm Videobandrecorder gleichzumachen.

Claims

Signalaufzeichnungs- und Wiedergabegerät mit umlaufendem Kopf Patentansprüche

1. Aufzeichnungs-ZWiedergabe-Gerät mit umlaufendem Kopf, enthaltend eine feste Trommel, die an ihrem Außenumfang eine Führungsfläche zum Führen eines Bandes aufweist, eine umlaufende Trommel, die von der festen Trommel drehbar gelagert ist, gekennzeichnet durch verstellbare Einrichtungen (13a, 13b) zum Halten der Magnetköpfe (12a, 12b) derart, daß sie gegenüber der umlaufenden Trommel (1) in Richtung einer Drehachse der umlaufenden Trommel (1) verstellt werden können, und durch Einrichtungen (14-24) zum Beeinflussen der Halteeinrichtungen (13a, 13b) derart, daß die magnetischen Köpfe (12a, 12b) entsprechend Fehlern in der Spurgenauigkeit der feststehenden und der umlaufenden Trommeln (11, 1) vorgespannt werden.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung umfaßt: Einrichtun-

gen (22, 23) zum Speichern von Werten, die Neigungs- und Wellungsfehlern entsprechen, und Einrichtungen zum Erzeugen von Signalen, die, wenn sie den Verstelleinrichtungen (13a, 13b) zugeführt werden, solche Fehler beseitigen. 5

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung weiterhin eine Einrichtung (24) zum Addieren der Ausgangssignale von den Detektor- und Speichereinrichtungen zu den Kopfhöhenanzeige-Signalen umfaßt.