DE4101025C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen rotierenden Magnetkopf für ein magnetisches Aufzeichnungs-/Wiedergabe-System.

Bekannte Verfahren zur Wiedergabe magnetischer Auf­ zeichnungen umfassen die automatische Spurabtastung (AST) und die dynamische Spurfolgesteuerung (DTF), und beide werden für die 25,4-mm-Videobandaufzeich­ nung für Sendedienste verwendet. Bei beiden Verfahren erfaßt der Kopf die Spur durch Bewegung in deren Querrichtung, um die Spuraufzeichnungen auf einem Magnetband wiederzugeben.

Fig. 21 zeigt eine Darstellung eines bekannten rotie­ renden Magnetkopfes für ein magnetisches Auf­ zeichnungs-/Wiedergabe-System. Das Wiedergabe-System in dieser Darstellung weist feste Köpfe 1 und 2, be­ wegbare Köpfe 3 und 4, bimorphe piezoelektrische Elemente 5 und 6 sowie eine rotierende Trommel 7 auf.

Die Trommel 7 dreht sich mit einer Geschwindigkeit von 1800 min^-1. Am Umfang der Trommel 7 sind die festen Köpfe 1 und 2 und die bimorphen piezo­ elektrischen Elemente 5 und 6 mit dem gleichen Winkelabstand angeordnet. An der Spitze der Elemente 5 und 6 sind die bewegbaren Köpfe 3 und 4 befestigt. Mit dieser Konfiguration bewirkt eine Drehung der Trommel 7 die Drehung der festen Köpfe 1 und 2 sowie der bewegbaren Köpfe 3 und 4. Wenn ein Magnetband auf der Trommel 7 abrollt, reiben die Köpfe 1 bis 4 nacheinander an dem Band. Die festen Köpfe 1 und 2 werden üblicherweise für normale Wiedergabe eingesetzt. Die bewegbaren Köpfe 3 und 4 werden für eine besondere Wiedergabe verwendet, wenn die AST- oder DTF-Technik zur Anwendung kommt.

Fig. 22 zeigt die Betätigung der bewegbaren Köpfe 3 und 4 bei der besonderen Wiedergabe. In dieser Figur ist die Querschnittsansicht der Umgebung der Verbindung zwischen der drehbaren Trommel 7 und dem bimorphen piezoelektrischen Element 5 dargestellt. Im Gegensatz zur Fig. 21 sind das Element 5 und der bewegbare Kopf 3 unterhalb der Trommel 7 angeordnet.

Eine feste Trommel 8 befindet sich auf der gleichen Achse wie die drehbare Trommel 7 und ist an dem Gehäuse eines Videobandaufzeichnungsgeräts befestigt. Ein Magnetband 9 wird um die drehbare Trommel 7 und die feste Trommel 8 herum abgerollt, so daß einer der festen Köpfe 1, 2 oder der bewegbaren Köpfe 3, 4 das Magnetband 9 berührt.

Der bewegbare Kopf 3 berührt verschiedene Bereiche des Magnetbandes 9 durch Biegung des bimorphen piezoelektrischen Elements 5, wie durch den gestrichelten Pfeil in Fig. 22 gezeigt ist. Der andere bewegbare Kopf 4 hat die gleiche Struktur und wird in gleicher Weise betätigt wie der Kopf 3.

Das Element 5 biegt sich in vertikaler Richtung in Fig. 22 entsprechend einer zugeführten Spannung. Fig. 23 zeigt eine erläuternde Darstellung dieses Mechanismus. Das Element 5 hat zwei piezoelektrische Teilelemente 5a und 5b mit drei Elektroden 5c, 5d und 5e zwischen diesen. Diese sind in der Reihen­ folge 5c, 5a, 5d, 5b und 5e angeordnet.

Ein Endpunkt des bimorphen piezoelektrischen Elements 5 ist wie vorbeschrieben befestigt, und der andere Endpunkt des Elements 5 ist frei und trägt den bewegbaren Kopf 3.

Wenn eine Wechselspannung an das Element 5 angelegt wird, oszilliert der freie Endpunkt infolge einer Ausdehnung und Kontraktion der Teilelemente 5a und 5b. Wie durch die Pfeile innerhalb der Teilelemente 5a und 5b in Fig. 23 angedeutet ist, sind diese polarisiert und die Polarisationsrichtung (Richtung der Pfeile) ist die gleiche innerhalb eines Teil­ elements. Darüber hinaus sind die Teilelemente 5a und 5b derart polarisiert und laminiert, daß die Polari­ sationsrichtungen beider Teilelemente miteinander übereinstimmen.

Wenn eine Wechselspannung in der einen Richtung an die Elektroden 5d und 5c angelegt wird, und eine Spannung in der anderen Richtung an die Elektroden 5d und 5e, dehnt sich eines der Teilelemente 5a, 5b aus, während sich das andere zusammenzieht, wie durch die horizontalen Pfeile in Fig. 23 dargelegt ist. Das Ausdehnen und Zusammenziehen bewirkt eine Biegung des freien Endpunktes des bimorphen piezoelektrischen Elements 5 zum sich zusammenziehenden Teilelement hin, wodurch sich eine Verschiebung der Berührungsfläche zwischen dem bewegbaren Kopf 3 und dem Magnetband 9 ergibt.

Fig. 24 zeigt Spurmuster, die normalerweise auf das Magnetband 9 aufgezeichnet werden. Die Normalaufzeichnung erfolgt durch die festen Köpfe 1 und 2. Das Magnetband 9 rollt auf den Trommeln 7 und 8 ab und umschlingt etwa 190° von diesen. Daher führen der feste Kopf 1 und der feste Kopf 2 abwechselnd die Aufzeichnung durch. In Fig. 24 sind A1, A2, ... die vom festen Kopf 1 aufgezeichneten Spuren und B1, B2, ... die vom festen Kopf 2 aufgezeichneten Spuren, der einen gegenüber dem festen Kopf 1 unterschiedlichen Azimutwinkel hat.

Bei der normalen Wiedergabe tasten die festen Köpfe 1 und 2 die Spuren A1, B1, A2, B2, ... nacheinander ab und die Wiedergabe wird durchgeführt. Der Azimut­ winkel des Kopfes bei der Aufzeichnung und der Azimutwinkel des Kopfes bei der Wiedergabe müssen gleich sein.

In Fig. 24 sind eine Steuerspur C und eine lineare Tonspur D gezeigt.

Es folgt eine Beschreibung eines Mechanismus für die Schnellsuchwiedergabe einer normalen Aufzeichnung. Hierbei ist die Suchgeschwindigkeit beispielsweise fünfmal größer als die normale Wiedergabegeschwindigkeit.

Der Schnellsuchlauf ist definiert als eine Wieder­ gabe, bei welcher die auf das Magnetband 9 aufgezeichnete Information mit höherer Geschwindig­ keit wiedergegeben wird, gewöhnlich um ein ganz­ zahliges Vielfaches (2, 3, 4, ...) schneller,vorzugs­ weise ohne jedes Rauschen.

Beim Schnellsuchlauf, der fünfmal schneller ist als die normale Wiedergabe, überspannt die Abtastspur des bewegbaren Kopfes 3, wenn keine Spannung an die bimorphen piezoelektrischen Elemente 5 und 6 angelegt ist und die Berührungsfläche des bewegbaren Kopfes 3 mit dem Magnetband 9 festgelegt ist, bei­ spielsweise die Spuren A1 bis A3. Von den Spuren zwischen A1 und A3 sind die vom bewegbaren Kopf 3 wiedergegebenen Spuren solche, die mit dem gleichen Azimutwinkel wie dem bewegbaren Kopf aufgezeichnet sind. Wenn der Azimutwinkel von A1, A2, ... der gleiche ist wie der Azimutwinkel des bewegbaren Kopfes 3, sind von A1, B1, A2, B2 und A3 die wiedergebbaren Spuren A1, A2 und A3. Daher erzeugt der bewegbare Kopf 3 während der Abtastung der Spuren B1 und B2 ein Rauschen und es werden Stör­ balken auf einem Wiedergabeschirm angezeigt.

Um das Rauschen beim Schnellsuchlauf zu entfernen, wird eine Wechselspannung an die die bewegbaren Köpfe 3 und 4 tragenden bimorphen piezoelektrischen Elemente 5 und 6 angelegt. Diese als Treiberspannung für die bewegbaren Köpfe 3 und 4 bezeichnete Wechselspannung bewirkt, daß der bewegbare Kopf 3 die Spur L2 abtastet, die identisch ist mit der Spur A1, und nicht L1. Insbesondere ist es eine sägezahnförmige Spannung, die die Berührungsfläche zwischen dem Magnetband 9 und dem bewegbaren Kopf 3 oder 4 ablenkt. Die Größe der Ablenkung sollte vier Spurteilungen pro Feldperiode sein.

Durch die Spannung verschwindet das Rauschen beim Schnellsuchlauf. Die bewegbaren Köpfe 3 und 4 tasten die Spuren A1, B3, A6, ... ab und eine rauschfreie Suchwiedergabe wird durchgeführt. Wenn die Treiber­ spannung für die bewegbaren Köpfe 3 und 4 auf die gewünschte Geschwindigkeit eingestellt wird, ist im Prinzip ein Schnellsuchlauf bei jeder Geschwindigkeit möglich.

In der Praxis kann jedoch ein rotierender Magnetkopf mit der gleichen Struktur einen rauschfreien Schnellsuchlauf nicht durchführen, wenn die Geschwindigkeit mehr als das Fünffache beträgt. Dies beruht darauf, daß die bewegbaren Köpfe 3 und 4 keinen Flächenkontakt mit dem Magnetband 9 halten können. Die bewegbaren Köpfe 3 und 4 haben Spalte und eine genaue Berührung der Umgebung des Spaltes mit dem Magnetband ist für eine rauschfreie Wiedergabe erforderlich. Wenn die Breite der Ablenkung des bewegbaren Kopfes 3 oder 4 groß ist, wird der Flächenkontakt beeinträchtigt, und bei einer Suchwiedergabe mit mehr als fünffacher Geschwindig­ keit kann das Rauschen nicht eliminiert werden.

Andererseits ist, um die Struktur der rotierenden Magnetköpfe zu vereinfachen, eine Verringerung der Anzahl der Köpfe sehr wirksam. Unter diesem Gesichtspunkt kann auf die festen Köpfe verzichtet werden, wenn die bewegbaren Köpfe auch die normale Aufzeichnung/Wiedergabe durchführen können.

Durch einfaches Weglassen der festen Köpfe kann jedoch eine gute normale Aufzeichnung/Wiedergabe nicht realisiert werden. Zunächst muß, wenn durch andere Vorrichtungen aufgezeichnete Informationen wiedergegeben werden, die Spitze des bewegbaren Kopfes manchmal in schrägem Kontakt zu dem Magnetband stehen. Der Kontaktwinkel der bewegbaren Köpfe gegenüber dem Magnetband wird reflektiert durch das Signal/Stör-Verhältnis des Wiedergabesignals und ein schräger Kontakt ist ein Faktor für ein ver­ schlechtertes Signal/Stör-Verhältnis. Darüber hinaus kann bei normaler Aufzeichnung mit den bewegbaren Köpfen das FN-Wiedergabesignal nicht erfaßt werden und die Positionssteuerung der bewegbaren Köpfe ist sehr schwierig. Die Fixierung des bewegbaren Kopfes an einer vorbestimmten Position ist ebenfalls schwierig. Diese Faktoren machen die Aufzeichnung im Standardformat extrem schwierig.

Die Verwendung rotierender Magnetköpfe, mit denen eine Schnellsuchwiedergabe durch Positionssteuerung der Magnetköpfe durchgeführt wird, zeigt folgende Probleme: (1) eine Wiedergabe mit mehr als fünffacher Geschwindigkeit ist unmöglich; und (2) eine normale Aufzeichnung/Wiedergabe kann nicht ordnungsgemäß realisiert werden. Eine Art von Videobandaufzeichnungs­ geräten, zum Beispiel die unter der Bezeichnung VHS-HiFi bekannten, verwenden eine Mehrschichtaufzeichnung, die Töne und Bilder in verschiedenen Schichten aufzeichnet. Fig. 25 zeigt eine Umrißdarstellung eines rotierenden Magnetkopfes, speziell die Positionierung der Köpfe, bei der Anwendung für ein VHS-HiFi-Videoaufzeichnungsgerät. Die Vorrichtung zeichnet die HiFi-Audiosignale (Stimmen) in der Tiefenschicht des Magnetbandes auf, und die Videosignale (Bilder) in der Ober­ flächenschicht. Um diese Aufzeichnung zu erreichen, enthält die Vorrichtung sechs Köpfe.

Von den sechs Köpfen dienen Köpfe 11 und 12 für die Aufzeichnung und Wiedergabe in der Tiefen­ schicht. Die Köpfe 11 und 12 haben verschiedene Azimutwinkel und sind in einer axial symmetrischen Position am Umfang der rotierenden Trommel 17 angeordnet.

Die Videoköpfe 20 und 21 sind für die Aufzeichnung in der Oberflächenschicht. Die Azimutwinkel der Köpfe 20 und 21 sind ebenfalls verschieden und sie sind am Umfang der Trommel 17 um 60° im Uhrzeiger-Gegensinn von den Köpfen 11 oder 12 ent­ fernt angeordnet. In Fig. 25 ist die Richtung der Bewegung des Magnetbandes durch einen Pfeil A angedeutet und das Band wird entlang des Umfangs der rotierenden Trommel 17 abgerollt und umschlingt einen Winkel von 190° von diesem.

Die Köpfe 13 und 14 sind bewegbare Köpfe, die in gleicher Richtung wie im vorhergehenden Beispiel angetrieben werden. Die Köpfe 13 und 14 sind jeweils im Uhrzeiger-Gegensinn um 60° von den Köpfen 20 und 21 entfernt angeordnet.

Fig. 26 zeigt das Prinzip der Mehrschichtaufzeichnung gemäß dem herkömmlichen Beispiel.

Die Köpfe 11 und 12 haben größere Spalte als die Köpfe 20 und 21. In diesem Beispiel beträgt die Spaltlänge der Köpfe 11 und 12 0,9 mm und die der Köpfe 20 und 21 0,3 mm. Die Breite der Köpfe 11 und 12 ist 26 µm und die Breite der Köpfe 20 und 21 ist 48 µm. Es besteht eine Differenz in der Höhe (Abstand vom Mittelpunkt der rotierenden Trommel 17 zu der Spitze eines Kopfes) zwischen den Köpfen 20 und 21 einerseits und den Köpfen 11 und 12 andererseits; und die Köpfe 20 und 21 sind 16 µm höher als die Köpfe 11 und 12. Der zu den Köpfen 11 und 12 gelieferte Aufzeichnungs­ strom ist stärker als der zu den Köpfen 20 und 21 gelieferte Strom. Die Köpfe 11 und 12 führen die Aufzeichnung vor den Köpfen 20 und 21 durch.

Es folgt eine Beschreibung der Aufzeichnung durch Darstellung der von den Köpfen 11 und 13 bewirkten Vorgänge.

Wie in Fig. 26 gezeigt ist, ist das Magnetband 19 aus einer Grundschicht 19a mit einer Dicke von zum Beispiel 16 µm und einer Magnetschicht 19b mit einer Dicke von zum Beispiel 4 µm über dieser zusammengesetzt. Der Kopf 11 erhält einen Aufzeichnungs­ strom und zeichnet Stimmen in der Tiefenschicht der Magnetschicht 19b auf. Der Kopf 13 erhält einen schwächeren Aufzeichnungsstrom und zeichnet Bilder in der Oberflächenschicht der Magnetschicht 19b auf. Die Stimmen werden somit in der Tiefenschicht und die Bilder in der Oberflächenschicht aufgezeichnet.

Wegen der Differenz in der Höhe der Köpfe 11 und 13 und wegen der Auswahl der Länge deckt die vom Kopf 14 abgetastete Fläche des Magnetbandes 19 vollständig die Aufzeichnungsfläche des Kopfes 11 ab. Daher sind die vom Kopf 11 aufgezeichneten Audiosignale nicht in der Oberflächenschicht vorhanden, was eine Verringerung des Signal/Stör- Verhältnisses bei der Wiedergabe verändert.

Fig. 27 zeigt in den zwei Schichten des Magnetbandes 19 aufgezeichnete Spurmuster. Fig. 28 weist eine detaillierte Darstellung der Spuren B3 und A4 des Spurmusters in Fig. 27 auf.

Die Spuren A1, A2, ... in Fig. 27 werden von den Köpfen 11 und 14, die Spuren B1, B2, ... von den Köpfen 12 und 13 aufgezeichnet, und C ist eine Steuerspur.

Die Spuren A1, A2, ... und B1, B2, ... sind in einen Randbereich und einen Hauptbereich unterteilt, zwischen denen Umschaltpunkte liegen, an denen eine Umschaltung von Wiedergabesignalen stattfindet. In Fig. 28 bedeuten B3 und A4 Hauptbereiche, x0, x1, y0 und y1 Umschaltpunkte, X und Y die Länge der Randbereiche und V die Länge der Hauptbereiche.

Das Magnetband 19 rollt auf der Trommel 17 ab und umschlingt diese in einem Winkel von 190°; und ein Kopf führt die Aufzeichnung/Wiedergabe über 180° von diesen 190° durch, wobei die Randbereiche ausgeschlossen werden. Mit anderen Worten, zwei Köpfe, zum Beispiel die Köpfe 11 und 12, führen abwechselnd eine Aufzeichnung/Wiedergabe über jeweils 180° durch. Die Umschaltpunkte sind die Punkte, an denen die Umschaltung der Köpfe stattfindet.

Der Hauptbereich ist das von den Umschaltpunkten begrenzte Intervall und in diesem Bereich werden Stimmen und Bilder wie vorbeschrieben aufgezeichnet. Der Rest der Spur (außerhalb des Hauptbereichs) sind die Randbereiche. Ein Randbereich entspricht 5° auf der rotierenden Trommel 17. Mit den Rand­ bereichen wird ein Verschwinden von Wiedergabe­ signalen in der Nähe der Umschaltpunkte vermieden, indem kontinuierlich Wiedergabesignale beim abwechselnden Gebrauch von zwei Köpfen geliefert werden.

Wenn der bewegbare Kopf 13 fixiert ist, entspricht seine Abtastspur der strichlierten Spur L4 in Fig. 27. Die Spur ist die gleiche wie die Spur bei einer Suchwiedergabe mit der fünffachen Ge­ schwindigkeit (siehe Fig. 24). Wenn der bewegbare Kopf fixiert ist, erzeugt er auch Rauschen und Störbalken werden auf dem Wiedergabeschirm angezeigt, wie es auch im vorhergehenden Beispiel der Fall ist.

Durch Antrieb der bewegbaren Köpfe 13 und 14 und Verfolgen der Spur A1 durch diese verschwindet das Rauschen. Dies kann durch Antrieb des bewegbaren Kopfes (zum Beispiel 13) mittels des bimorphen piezoelektrischen Elements (zum Beispiel 15) erreicht werden. Das Prinzip der Bewegung ist das gleiche wie das in den Fig. 22 und 23 gezeigte, und die Treiberspannung ist ebenfalls eine Sägezahn­ spannung.

Ein geräuschfreies Wiedergabesignal kann erhalten werden, indem die bewegbaren Köpfe 13 und 14 den von den Köp­ fen 11, 12, 20 und 21 aufgezeichneten Spuren folgen. Wie in Fig. 30 gezeigt ist, ist das Wiedergabesignal kontinuierlich aufgrund der Umschaltung der bewegba­ ren Köpfe 13 und 14 an den Umschaltpunkten und der Existenz der Randbereiche von 5° angrenzend an diese.

Ein System mit dieser Struktur zeigt jedoch verschie­ dene Probleme. Diese bestehen in der Kostenaufwendig­ keit infolge der Erhöhung der Komplexität und in der Erzeugung von Zitterbewegungen durch das wiederholte Schlagen der Köpfe gegen das Band.

Die Vorrichtung enthält drei Kopfpaare für Stimmen, Bilder und besondere Wiedergabe (einschließlich Schnellsuchwiedergabe). Wenn sich die Anzahl der Köp­ fe erhöht, steigt auch die Anzahl der Schläge der Köpfe gegen das Magnetband an. Genauer gesagt, beein­ trächtigen kleine Vibrationen ungenutzter Köpfe (z. B. Audioköpfe) die Funktion der arbeitenden Köpfe (z. B. bewegbare Köpfe).

Weiterhin ist aus der DE 35 15 806 A1 ein Signalauf­ zeichnungs- und Wiedergabegerät mit umlaufendem Kopf bekannt, bei dem an einer drehbaren Trommel feste und bewegbare Köpfe vorhanden sind. Die Position der be­ wegbaren Köpfe wird mit Detektoren entlang der Achse der rotierenden Trommel erfaßt. Die gemessene Posi­ tion wird mit einer idealen gespeicherten Position verglichen und in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis wird der bewegbare Kopf in seiner Lage beeinflußt oder belassen.

Die DE 30 09 469 A1 beschreibt eine automatische Höhen­ steuervorrichtung für einen Magnetkopf, der an einer elektrisch ablenkbaren Einrichtung befestigt ist. Die Position des Kopfes wird mit einem Signalwandler, der in einer zum Magnetkopf gerichteten vorbestimmten Stellung befestigt ist, ermittelt und die Regelung der Kopfposition erfolgt in Abhängigkeit von der gemesse­ nen Lageabweichung bezüglich des Signalwandlers und der vorgegebenen Sollage.

Bei den beiden letztgenannten bekannten Korrekturvor­ richtungen können nur Positionsabweichungen gegenüber vorgegebenen geometrischen Sollpositionen korrigiert werden.

Des weiteren ist aus der EP 01 93 129 A2 ein Videorecor­ der bekannt, bei dem während vorbestimmter Zeitab­ stände die bewegbaren Köpfe jeweil ein Pilotsignal aufzeichnen, das vom nachfolgenden Kopf gelesen und einer Regelschaltung zugeführt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine rauschfreie besondere Wiedergabe, wie eine Schnellsuchwiedergabe zu ermöglichen. Das System soll durch begrenzte An­ zahl von Magnetköpfen und einfachen Aufbau kostengün­ stig sein und nicht nur geometrisch bedingte Posi­ tionsfehler ausgleichen.

Diese Aufgabe ergibt sich zum einen aus dem Umstand, daß es schwierig ist, einen Flächenkontakt mit dem Ma­ gnetband aufrechtzuerhalten, und zum anderen daraus, daß bewegbare Köpfe nur für die besondere Wiedergabe benutzt werden konnten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kenn­ zeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 8 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des er­ findungsgemäßen Magnetkopfes ergeben sich aus den un­ tergeordneten Ansprüchen 2 bis 7.

Der rotierende Magnetkopf weist eine drehbare Trommel auf, die mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ro­ tiert und in einem Flächenkontakt mit einem Magnetband steht, das auf dem Umfang der Trommel abrollt. Die Ach­ se der rotierenden Trommel hat einen vorbestimmten Win­ kel in bezug auf die Querrichtung des Magnetbandes.

Der Magnetkopf umfaßt einen bewegbaren Kopf, der am Umfang der rotierenden Trommel angebracht ist, so daß seine mit einem Spalt versehene Spitze in der Kon­ taktfläche zwischen der Trommel und dem Magnetband liegt. Der Kopf ist in Richtung der Achse der rotieren­ den Trommel bewegbar.

Der Magnetkopf weist auch einen Detektor für die Posi­ tion des bewegbaren Kopfes auf, der die Position des bewegbaren Kopfes entlang der Achse der rotierenden Trommel umfaßt.

Weiterhin umfaßt der Magnetkopf eine Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes, die ein den Abstand zwischen der vom Detektor erfaßten Position und einer vorbestimmten Standardposition anzeigendes Steuersignal erzeugt.

Die Vorrichtung enthält einen Antrieb für einen beweg­ baren Kopf, der diesen entlang der Achse der rotieren­ den Trommel in die vom Steuersignal angezeigte Position bewegt.

Der Detektor für die Position des bewegbaren Kopfes umfaßt eine Wiedergabeschaltung, die die vom festen Kopf aufgezeichneten Signale wiedergibt und einen Spurmittellage-Servomechanismus, der die Mittellage der vom festen Kopf aufgezeichneten Spur auf der Grundlage der durch die Wiedergabeschaltung wiedergegebenen Si­ gnale erfaßt.

Außerdem ist eine Positioniervorrichtung für den bewegbaren Kopf vorhanden, die das Steuersignal ent­ sprechend der vom Detektor erfaßten Spurmittellage er­ zeugt.

Bei dieser Vorrichtung wird die Position des bewegbaren Kopfes entlang der Achse der rotierenden Trommel erfaßt, und auf der Grundlage der erfaßten Position wird die Position des bewegbaren Kopfes gesteuert. Daher kann der bewegbare Kopf bei der Wiedergabe einen Flächenkontakt mit dem Magnetband aufrechterhalten und das Rauschen ver­ schwindet. Bei normaler Wiedergabe wird aus dem gleichen Grund das Signal/Stör-Verhältnis verbessert. Bei normaler Aufzeichnung kann die Position des bewegbaren Kopfes in einer Standardposition erhalten werden, wodurch die Aufzeichnung stabilisiert wird. Darüber hinaus kann die Anzahl der Köpfe herabgesetzt werden, da der bewegbare Kopf nicht nur eine be­ sondere Wiedergabe, sondern auch eine normale Aufzeichnung/Wiedergabe durchführt, was die Ausge­ staltung der Vorrichtung vereinfacht, die Herstellungs­ kosten reduziert und die Zitterbewegungen verringert.

Der Detektor für die Position des bewegbaren Kopfes ist parallel zur Kontaktfläche zwischen der ro­ tierenden Trommel und dem Magnetband angeordnet und erfaßt die Position des bewegbaren Kopfes entlang der Achse der rotierenden Trommel ohne jeden Kontakt.

Diese Ausgestaltung ist wirksam für Vorrichtungen mit mehreren bewegbaren Köpfen. Während ein Kopf mit dem Magnetband in Kontakt ist, erfaßt der Detektor die Position des anderen bewegbaren Kopfes und steuert die Position des anderen Kopfes.

Die Vorrichtung enthält einen festen Kopf und es wird die Position des bewegbaren Kopfes entlang der Achse der rotierenden Trommel bestimmt durch Erfassung der Lage der Spur, die der feste Kopf abtastet.

Diese Konfiguration ist geeignet für Vorrichtungen mit mehreren Paaren von Köpfen, z. B. Köpfen für eine Mehrschichtaufzeichnung. Die Position des festen Kopfes ist festgelegt und dieser wird zur Steuerung der Position des bewegbaren Kopfes verwendet. Für eine Zweischichtaufzeichnung werden der bewegbare Kopf und der feste Kopf als Videokopf bzw. Audio­ kopf eingesetzt.

Bei einem kontaktlos arbeitenden Detektor für die Position des bewegbaren Kopfes ist die folgende Ausbildung vorzuziehen. Der Detektor weist einen Lichtsender und einen Lichtempfänger auf, und die Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes enthält einen Rechner. Der Lichtsender schickt einen Strahl zur rotierenden Trommel entlang der Kontakt­ fläche des Magnetbandes und der Lichtempfänger empfängt das Licht, das entweder vom bewegbaren Kopf oder einem der mit diesem verbundenen Teile reflektiert wurde. Auf der Grundlage des reflektierten Lichts berechnet der Rechner die Position des bewegbaren Kopfes entlang der Achse der rotierenden Trommel.

Die kontaktfreie Erfassung der Position erfolgt mit optischen Mitteln. Diese Ausbildung kann leicht konzipiert und realisiert werden.

Im Lichtsender können ein Emissionselement und eine Objetivlinse und im Lichtempfänger ein Lichtsammel­ element und ein Lichtempfangselement verwendet werden. Das Emissionselement emittiert einen Lichtstrahl von vorbestimmter Gestalt und die Objektivlinse bündelt den Strahl auf den bewegbaren Kopf oder ein mit diesem verbundenes Teil. Der Brennpunkt der Objektivlinse entspricht der Standardposition entlang der Achse der rotierenden Trommel. Das Lichtsammel­ element bündelt das vom Zielobjekt reflektierte Licht. Das Lichtempfangselement empfängt das ge­ bündelte Licht. Das Lichtempfangselement hat eine vorgegebene Anzahl von Lichtempfangszellen und diese erzeugen eine Spannung entsprechend der Menge des empfangenen Lichts. Diese Konfiguration kann durch Verwendung kostengünstiger Materialien wie Licht­ emissionsdioden und Photodioden realisiert werden.

Wenn optische Mittel für den Detektor für die Position des bewegbaren Kopfes verwendet werden, enthält der Rechner Matrixverbindungen zwischen den Empfangs­ zellen und einem Rechnerelement. Die Matrixver­ bindungen zwischen Empfangszellen sind mit Ausgangs­ anschlüssen verbunden, und die Ausgangsspannungen der Empfangszellen werden in Signalspannungen umge­ wandelt, die den Eingangsanschlüssen des Rechner­ elements zugeführt werden. Dieses bestimmt die Posi­ tion des Gegenstands in bezug auf den Brennpunkt der Objektivlinse. Weiterhin liefert das Rechner­ element den relativen Abstand von der gewünschten Position entlang der Achse der rotierenden Trommel an die Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes. In dieser Konfiguration wird die Ungleich­ förmigkeit der Reflexion ausgenutzt.

Es folgt eine bevorzugte Ausgestaltung des Detektors für die Position des bewegbaren Kopfes. Die Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes enthält einen Umschalter und einen Spur­ folger. Der Umschalter liefert verschiedene Signale bei der Aufzeichnung und bei der Wiedergabe an den Antrieb für den bewegbaren Kopf. Beim Aufzeichnen wird das Ausgangssignal des Rechnerelements zuge­ führt, und bei der Wiedergabe wird das Ausgangs­ signal des Spurfolgers zugeführt. Der Spurfolger erfaßt die Positionen von auf dem Magnetband ge­ bildeten Spuren, erzeugt Kopftreibersignale bei der Wiedergabe und liefert sie über den Umschalter zum Antrieb für den bewegbaren Kopf. Diese Konfi­ guration ermöglicht die Initialisierung der Position des bewegbaren Kopfes während der Aufzeichnungs­ zeit und das Verfolgen der gebildeten Spuren bei der Wiedergabe unter Verwendung eines Schaltkreises mit einfacher Struktur.

Wenn der feste Kopf für den Detektor für die Position des bewegbaren Kopfes verwendet wird, kann der Detektor durch ein Wiedergabeelement und einen Spurpositions-Servomechanismus realisiert werden. Das Wiedergabeelement reproduziert das vom festen Kopf aufgezeichnete Signal. Der Spurpositions- Servomechanismus erfaßt die Mittelposition der vom festen Kopf aufgezeichneten Spur auf der Grundlage des vom Wiedergabeelement reproduzierten Signals. Bei dieser Konfiguration enthält der Detektor für die Position des bewegbaren Kopfes eine bewegbare Kopfpositionseinheit. Diese erzeugt das obige Steuersignal entsprechend der erfaßten Mittel­ position. Das vom Wiedergabeelement gelieferte Signal enthält im allgemeinen eine Information über die Abtastposition des bewegbaren Kopfes und der vom festen Kopf gebildeten Spur, so daß die Position des bewegbaren Kopfes durch die Information entschieden wird.

Der Spurmittelpositions-Servomechanismus kann eine Wiedergabesignal-Extraktionsschaltung, einen Pegel­ detektor und einen Spurmittelpositions-Detektor enthalten. Die Wiedergabesignal-Extraktionsschaltung zieht Wiedergabesignale, die konstant Pegelsignale enthalten, aus den vom Wiedergabeelement reproduzierten Signalen heraus. Der Pegeldetektor erfaßt den Pegel der herausgezogenen Wiedergabesignale. Der Spurmittel­ positions-Detektor erfaßt die Differenz (die Größe der Abnahme) aus (a) den vom Pegeldetektor festge­ stellten Pegeln und (b) dem Pegel des Wiedergabesignals, wenn die Mittelposition der vom festen Kopf aufgezeich­ neten Spur und die vom bewegbaren Kopf abgetastete Spur übereinstimmen. Weiterhin erzeugt der Spur­ mittelpositions-Detektor die Differenz als relative Position des festen Kopfes in bezug auf den bewegbaren Kopf entlang der Achse der rotierenden Trommel. In diese Ausbildung wird der Pegel des Wiedergabe­ signals als Indikator der Spurposition verwendet, die in den vom Wiedergabeelement erhaltenen Signalen enthalten sind. Daher muß der Pegel der auf das Magnetband aufgezeichneten Signale flach sein. Ein FM-Signal kann für diesen Zweck verwendet werden.

Wenn die Spur des festen Kopfes zur Steuerung des bewegbaren Kopfes verwendet wird, kann die Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes einen Aufzeichnungs-Ein/Aus-Mechanismus und eine Steuereinheit für die Mittelpositionserfassung enthalten. Durch den Aufzeichnungs-Ein/Aus- Mechanismus führt der bewegbare Kopf eine Aufzeichnung innerhalb des Zeitabschnitts durch, indem der feste Kopf die Aufzeichnung vor­ nimmt. Die Steuereinheit für die Mittelpositions­ erfassung bewirkt, daß der Spurmittelpositions- Servomechanismus die Mittelposition der vom festen Kopf aufgezeichneten Spur erfaßt, während der bewegbare Kopf keine Aufzeichnung und der feste Kopf eine Aufzeichnung durchführt. Bei dieser Konfiguration sind der Zeitabschnitt der Bewegung des festen Kopfes und der Zeitabschnitt für die Wiedergabe der Positionssteuerinformation des bewegbaren Kopfes verschieden. Das Äußere des Umschaltpunktes in der Spur kann zur Realisierung der vorbeschriebenen Ausbildung verwendet werden.

Die Steuereinheit für die Mittelpositionserfassung enthält eine Abtastsignal-Erzeugungsschaltung. Diese bewirkt, daß der Antrieb für den bewegbaren Kopf diesen unter Verwendung des Steuersignals antreibt, während der bewegbare Kopf nicht aufzeichnet und der feste Kopf aufzeichnet.

Der Antrieb für den bewegbaren Kopf kann ein Be­ tätigungselement enthalten, das den bewegbaren Kopf entsprechend dem von der Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes erzeugten Steuer­ signal entlang der Achse der rotierenden Trommel bewegt.

Mit dem Betätigungselement besitzt der Antrieb einen bewegbaren Kopfhalter, der den bewegbaren Kopf an dem freien Ende trägt. Ein Ende des bewegbaren Kopf­ halters ist mit dem Betätigungselement verbunden und das andere Ende ist frei. Der bewegbare Kopf wird über den bewegbaren Kopfhalter durch das Betätigungselement angetrieben. Die Antriebs­ richtung ist die gleiche wie die Richtung der Achse der rotierenden Trommel und die Größe des Antriebs ist die gleiche wie die Größe des Antriebs des Betätigungselementes.

Es folgt eine detaillierte Beschreibung der Ausge­ staltung des Betätigungselements. Dieses enthält mehr als eine Ringfeder, eine Spule, eine Wicklung und einen Permanentmagneten. Die Ringfedern sind parallel zu und entlang der Achse der drehbaren Trommel angeordnet. Eine der Ringfedern hat einen Vorsprung, der den bewegbaren Kopf trägt. Die Ringfedern haben eine vorgegebene Elastizität in Richtung der Achse der drehbaren Trommel und biegen sich mit der Bewegung der Spule. In der Mitte jeder Ringfeder befindet sich ein Loch. Die durch die Löcher in den Ringfedern geführte Spule wird von diesen schwebend gehalten, derart, daß die Spulenachse parallel zur Achse der drehbaren Trommel verläuft.

Die Wicklung ist um die Spule gewunden. Ein dem von der Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes erzeugten Steuersignal entsprechender Strom wird zu der Wicklung geliefert, die innerhalb des Betätigungselements ein Magnetfeld erzeugt. Der Permanentmagnet liefert ein konstantes Magnet­ feld innerhalb des Betätigungselements. Das konstante Magnetfeld wirkt gegen das von der Wicklung erzeugte Magnetfeld und bewegt die Spule entlang der Achse der rotierenden Trommel. Die Bewegung ent­ spricht der Größe des von der Wicklung erzeugten Magnetfeldes. Verglichen mit der konventionellen Ausbildung mit bimorphen piezoelektrischen Elementen wird ein gleichförmiger und stärkerer Antrieb für den bewegbaren Kopf erhalten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit einer Anordnung der Köpfe gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung, bei dem ein Paar von bewegbaren Köpfen vorgesehen ist,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Linie II-II, worin die Position des Detektors für den bewegbaren Kopf gezeigt ist,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Einheit mit einem bewegbaren Kopf mit perspek­ tivischer Darstellung der den Antrieb des Kopfes betreffenden Teile,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Einheit mit dem bewegbaren Kopf,

Fig. 5 die Struktur einer Ringfeder, an der ein bewegbarer Kopf befestigt ist, in Draufsicht,

Fig. 6 die Struktur der Ringfedern, die die Spule parallel zur Achse der Trommel halten, in Draufsicht,

Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung, die das Prinzip der Funktion der Einheit mit dem bewegbaren Kopf zeigt,

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Struktur eines Detektors für die Position des bewegbaren Kopfes, worin tragende Teile weggelassen sind,

Fig. 9 ein Schaltbild, das die Struktur eines Detektors für die Position des be­ wegbaren Kopfes zeigt und in dem die Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangssignalen eines Differential­ verstärkers dargestellt ist,

Fig. 10 das Ausgangssignal des Differential­ verstärkers, wenn sich der den bewegbaren Kopf stützende Vorsprung der Ringfeder zu nahe am Brennpunkt einer Objektivlinse befindet,

Fig. 11 das Ausgangssignal des Differential­ verstärkers, wenn sich der den be­ wegbaren Kopf stützende Vorsprung der Ringfeder im Brennpunkt der Objektivlinse befindet,

Fig. 12 das Ausgangssignal des Differential­ verstärkers, wenn der den bewegbaren Kopf stützende Vorsprung der Ringfeder zu weit entfernt vom Brennpunkt der Objektivlinse ist,

Fig. 13 ein charakteristisches Diagramm über die Beziehung zwischen einem vom Differentialverstärker erzeugten Brennpunktfehlersignal und der Position des bewegbaren Kopfes,

Fig. 14 ein Blockschaltbild, das die Struktur eines Brennpunkt-Servosystems nach dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,

Fig. 15 eine Draufsicht auf die Vorrichtung mit einer Anordnung der Köpfe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 16 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 15 entlang der Linie III-III,

Fig. 17 einen Querschnitt durch eine Einheit mit einem bewegbaren Kopf,

Fig. 18 ein Blockschaltbild für ein Video­ system nach dem zweiten Ausführungs­ beispiel, mit einem Schaltkreis für einen von zwei bewegbaren Köpfen,

Fig. 19 Zeitdiagramme bei der Aufzeichnung von Bildern mittels des Schaltkreises nach Fig. 18,

Fig. 20 die Struktur einer Spur, wenn die Information entsprechend den Zeit­ diagrammen in Fig. 19 aufgezeichnet wird,

Fig. 21 eine perspektivische Darstellung der Kopfpositionen bei dem ersten bekannten Ausführungsbeispiel,

Fig. 22 einen Querschnitt zur Erläuterung der Betätigung des bewegbaren Kopfes,

Fig. 23 das Prinzip der Bewegung eines den bewegbaren Kopf antreibenden bimorphen piezoelekrischen Elements,

Fig. 24 das Spurmuster beim ersten bekannten Ausführungsbeispiel,

Fig. 25 eine Draufsicht auf eine bekannte Vorrichtung nach einem zweiten Aus­ führungsbeispiel, das die Kopf­ positionen bei Verwendung eines Paares bewegbarer Köpfe und von zwei Paaren fester Köpfe zeigt,

Fig. 26 das Prinzip der Zweischichtaufzeichnung,

Fig. 27 das Spurmuster beim zweiten bekannten Ausführungsbeispiel,

Fig. 28 die Struktur jeder Spur,

Fig. 29 eine Querschnittsdarstellung zur Erläuterung der Bewegung der beweg­ baren Köpfe und

Fig. 30 Zeitdiagramme bei der Wiedergabe nach dem zweiten bekannten Ausführungs­ beispiel.

Gemäß Fig. 1 weist eine drehbare Trommel 107 zwei Einheiten 112 und 113 auf, die bewegbare Köpfe 103 und 104 antreiben.

Die Köpfe 103 und 104 sind symmetrisch in bezug auf die Trommel 107 angeordnet. Ein Magnetband 109 rollt auf der Trommel 107 ab und umschlingt diese mit einem Winkel von 190°. Daher tasten die bewegbaren Köpfe 103 und 104 abwechselnd das Magnetband 109 ab, wenn die Trommel 107 sich dreht.

Es ist weiterhin ein Detektor 114 für die Position eines bewegbaren Kopfes vorgesehen, der am Gehäuse der Vorrichtung befestigt ist. Der Detektor 114 ist parallel zur Achse der Trommel 107 angeordnet, so daß er den Umfang der Trommel 107 abtasten kann. Beispielsweise kann der Detektor 114 in einer symmetrischen Lage gegenüber dem Abrollpunkt des Magnetbandes 109 in bezug zur Achse der Trommel 107 angeordnet sein.

Fig. 2 ist eine Darstellung des Querschnitts der Vorrichtung entlang der Linie II-II in Fig. 1. Eine Elektrodenbürste 115 liefert Strom zu in den bewegbaren Köpfen 103 und 104 eingebetteten Wicklungen. Die Elektrodenbürste 115 steht in Kontakt mit einem Schleifring 116, der auf der Achse der Trommel 107 befestigt ist und sich mit dieser dreht.

Die Trommel 107 wird von einem Motor 117 mit einer Geschwindigkeit von 1800 min^-1 gedreht. Der Stator des Motors 117 ist durch eine feste Trommel 108 an einer Deckplatte 118 befestigt. Die feste Trommel 108 und die drehbare Trommel 107 haben die gleiche Achse.

Drehwandler 119 und 120 befinden sich an der Ober­ fläche der festen Trommel 108 gegenüber der drehbaren Trommel 107. Die Drehwandler weisen zwei Teile auf, wobei der obere Teil in Fig. 2 in bezug auf die drehbare Trommel 107 und der untere Teil in bezug auf die feste Trommel 108 stillstehen. Ein Wiedergabesignal wird von den bewegbaren Köpfen 103 und 104 zu einer Wicklung der Drehwandler 119 und 120 auf der Seite der dreh­ baren Trommel geliefert, das ein Magnetfeld erzeugt und eine Kopplung mit einer Wicklung auf der Seite der festen Trommel 108 herstellt. Als Ergebnis wird das Wiedergabesignal aus der Wicklung auf der Seite der festen Trommel 108 der Drehwandler 119 und 120 herausgezogen. Beim Aufzeichnen laufen die Vorgänge in umgekehrter Richtung ab.

Die Einheiten 112 und 113 für die bewegbaren Köpfe sind an der Unterseite der drehbaren Trommel 107 in symmetrischer Lage in bezug auf die Achse der Trommel befestigt. Die Einheiten 112 und 113 be­ wirken einen parallelen und vertikalen Übergang der bewegbaren Köpfe 103 und 104 in der Figur, während der Detektor 114 an der Deckplatte 118 befestigt ist.

Die genaue Struktur der Einheiten 112 und 113 und des Detektors 114 werden im folgenden beschrieben.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die innere Struktur der Einheit 112. Auf eine Beschreibung der Einheit 113 wird verzichtet, da diese die gleiche Struktur wie die Einheit 112 hat. Um Fig. 3 zu vereinfachen, werden die Teile, die direkt auf den Antrieb des bewegbaren Kopfes 103 bezogen sind, perspektivisch dargestellt, und die anderen Teile sind im Querschnitt dargestellt. Fig. 4 ist eine Querschnittsdarstellung der gesamten Einheit 112.

Die Einheit 112 bewegt den bewegbaren Kopf 103 parallel zur Achse der Trommel 107. Die Einheit 112 wirkt daher als Betätigungselement.

Der bewegbare Kopf 103 ist an einem Vorsprung 120a einer Ringfeder 120 befestigt. Der Kopf 103 ist mit der Wicklung des Drehwandlers 119 auf der Seite der drehbaren Trommel 107 verbunden. In der Mitte der Ringfeder 120 befindet sich eine Öffnung, eine Luftkern-Spule 121 geht durch diese Öffnung hindurch. Die Ringfeder 120 ist im Bereich der Öffnung an der Luftkern-Spule 121 befestigt. Wenn sich die Spule 121 auf- und abwärts bewegt, biegt sich die Ringfeder 120 und der am Vorsprung 120a befestigte Kopf 103 bewegt sich ebenfalls auf- und abwärts, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.

Unter der Ringfeder 120 befindet sich eine weitere Ringfeder 122, die an der Spule 121 befestigt ist. Die Ringfedern 120 und 122 sind an ihrem Außenumfang mit einem Joch 123 aus Weicheisen verklebt. Die Ringfedern 120 und 122 tragen die Luftkern-Spule 121, so daß diese sich auf- und abwärts bewegen kann.

Die Ringfedern 120 und 122 sind wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ausgebildet. Sie bestehen aus einer Kupferlegierung mit einer Dicke von etwa 0,08 mm und weisen kreisförmig angeordnete Schlitze 120b bzw. 122a auf. Durch die Schlitze 120b und 122a werden aufgrund der Bewegung der Spule 121 auf­ tretende Biegespannungen absorbiert, d. h. sie stellen die Federwirkung her.

Formteile 124 und 125 sind in die Mittelöffnung der Ringfedern 120 und 122 eingesetzt. Sie sind zwischen den Ringfedern 120, 122 und der Spule 121 angeordnet. Die Formteile 124, 125 und die Spule 121 sind so ausgebildet, daß ihre Kontaktfläche aus­ reichend Reibung erzeugt, oder sie sind so miteinander verbunden, daß die Ringfedern 120 und 122 einerseits und die Spule 121 andererseits fest miteinander gekoppelt sind.

Das Joch 123 ist in ein anderes, ebenfalls aus Weicheisen bestehendes Joch 125 eingesetzt. Ein Permanentmagnet 126 aus einer Seltene-Erden-Kobalt- Zusammensetzung ist in der Mitte des Bodens des Jochs 125 befestigt. Der Permanentmagnet 126 hat die gleiche Achse wie die Luftkern-Spule 121, jedoch einen kleineren Durchmesser.

Ein Polstück 127 ist am oberen Teil des Permanent­ magneten 126 angebracht. Es besteht aus Weicheisen und wirkt als Kern für die Betätigung der Einheit 112. Eine Kupferwicklung 128 mit einem Durchmesser von etwa 0,1 mm ist um die Spule 121 gewickelt.

Ein Kappe 129 ist auf den oberen Teil des Jochs 123 aufgesetzt und eine gedruckte Schaltung 130 befindet sich auf der Kappe 129. Die Schaltung 130 ist mit der Wicklung 128 verbunden und liefert Strom zu dieser, wodurch die Spule 121 und damit der Kopf 103 angetrieben werden.

Fig. 7 ist eine erläuternde Darstellung der Einheit 112. Sie ist im Vergleich zu Fig. 4 verkehrt herum gezeigt.

Wenn der Permanentmagnet 126 plaziert ist und Strom zur Wicklung 128 geliefert wird, derart, daß die Polarität auf der Seite des Polstücks 127 N ist, bewegt sich die Spule 121 gemäß der entsprechend der Flemingschen Regel erzeugten Kraft, deren Stärke proportional der Größe des Stroms ist. In Fig. 7 ist das Polstück 127 weggelassen.

Die Kraft treibt den bewegbaren Kopf 103 an. Aufgrund der Biegung der Ringfeder 120 bewegt sich der am Vorsprung 120a befestigte Kopf 103 auf- und abwärts. Daher wird die gewünschte Bewegung des Kopfes 103 entlang der Achse der drehbaren Trommel 107 durch Steuerung der Richtung und der Größe des zur Wicklung 128 gelieferten Stroms erreicht.

Mit der gezeigten Vorrichtung können normale Wieder­ gabe und besondere Wiedergabe (Schnellsuchlauf und dergleichen) durchgeführt werden, während der Flächenkontakt zwischen den bewegbaren Köpfen 103, 104 und dem Magnetband 109 aufrechterhalten wird, wodurch die Wiedergabe auf dem Magnetband 109 aufgezeichneter Signale (im allgemeinen FM-Signale) in maximalem Umfang erfolgen kann. Darüber hinaus wird eine Beschädigung des Magnetbandes durch die bewegbaren Köpfe 103 und 104 vermieden.

Der Detektor 114 für die Position des bewegbaren Kopfes ist wie in Fig. 7 gezeigt angeordnet und seine Struktur ist in den Fig. 8 und 9 und seine Funktion in den Fig. 10 bis 13 dargestellt.

Der Detektor 114 umfaßt eine Objektivlinse 131, einen Strahlenteiler 132, eine zylindrische Linse 133, eine Photodiode 134, eine lichtemittierende Diode 135 als Belichtungsquelle und einen Differentialverstärker 136.

Die Objektivlinse 131 wird auf der Seite des bewegbaren Kopfes (103 in den Figuren) angeordnet und bündelt das von der lichtemittierenden Diode 135 erzeugte Licht auf den den Kopf 103 tragenden Vorsprung 120a.

Der Strahlenteiler 132 ist zwischen der licht­ emittierenden Diode 135 und der Objektivlinse 131 plaziert. Er sondert das am Vorsprung 120a re­ flektierte und durch die Objektivlinse 131 geführte Licht aus und lenkt dieses zur Photodiode 134.

Die zylindrische Linse 133 befindet sich zwischen dem Strahlenteiler 132 und der Photodiode 134. Die Empfangsfläche der Photodiode 134 ist in vier Abschnitte unterteilt und die Photodiode 134 erzeugt Ausgangsspannungen VA, VB, VC und VD, die der jeweils von den vier Abschnitten empfangenen Lichtmenge entsprechen.

Der Differentialverstärker 136 führt eine Matrix­ berechnung der Spannungen VA, VB, VC und VD durch und verstärkt die Spannungen. Die Summe der Spannungen VA und VC wird dem nichtinvertierenden Eingang und die Summe der Spannungen VB und VD dem invertieren­ den Eingang zugeführt. Das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 136 ist damit proportimal (VA+VC)-(VB+VD) .

Die Wirkungsweise des Detektors 114 wird im folgenden beschrieben.

Der von der lichtemittierenden Diode 135 abgegebene Strahl wird über den Strahlenteiler 132 zur Objektivlinse 131 geführt. Diese bündelt den Strahl auf den Vorsprung 120a, der den Strahl reflektiert. Das reflektierte Licht wird durch die Objektivlinse 131 in Richtung auf die lichtemittierende Diode 135 zurückgeführt. Der Reflexionsstrahl wird jedoch wegen des Strahlenteilers 132 zwischen der Objektiv­ linse 131 und der lichtemittierenden Diode 135 auf die Lichtempfangsfläche der Photodiode 134 fokussiert. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sammelpunkt der Brennpunkt der in vier Abschnitte unterteilten Lichtempfangsfläche.

Der Sammelpunkt P auf der Empfangsfläche der Photo­ diode 134 verändert sich entsprechend der Position des Vorsprungs 120a und damit des bewegbaren Kopfes 103. Wenn sich der Vorsprung 120a im Brennpunkt der Objektivlinse 131 befindet, bildet der Sammelpunkt P nahezu einen Kreis. In diesem Fall sind die Spannungen VA, VB, VC und VD praktisch gleich und das Ausgangssignal des Differentialverstärkers 136 wird 0, wie in Fig. 11 gezeigt ist.

Wenn der Vorsprung 120a sich näher an der Objektiv­ linse 131 befindet, bildet der Sammelpunkt P infolge von Astigmatismus eine Ellipse, die in Fig. 10 dargestellt ist. Wenn die Spannungen VA und VC die Länge der Hauptachse der Ellipse reflektieren, ist das Ausgangssignal (VA+VC)-(VB+VD) des Differential­ verstärkers 136 positiv.

Wenn andererseits der Vorsprung 120a weiter entfernt als der Brennpunkt ist, bildet der Sammelpunkt P eine Ellipse mit einer längeren horizontalen Achse. In diesem Fall ist das Ausgangssignal des Differential­ verstärkers 136 negativ. Somit kann im gezeigten Ausführungsbeispiel die Position der bewegbaren Köpfe 103 und 104 erfaßt werden, indem das Ausgangs­ signal des Differentialverstärkers 136 geprüft wird. Dieses Ausgangssignal wird im folgenden als Brenn­ punktfehlersignal bezeichnet. Die Beziehung zwischen dem Brennpunktfehlersignal und der Position der bewegbaren Köpfe ist in Fig. 13 dargestellt. Wenn sich der Vorsprung in der Nähe des Brennpunktes der Objektivlinse 131 befindet, verhalten sich das Brennpunktfehlersignal und der Abstand des bewegbaren Kopfes vom Brennpunkt einander proportional.

Das Brennpunktfehlersignal kann zur Steuerung des zur Wicklung 128 gelieferten Stroms verwendet werden. Wenn dieser Strom entsprechend dem Brennpunktfehler­ signal eingestellt wird und dieses Signal sich von 0 unterscheidet, kann die Position des Vorsprungs 120a und damit die Position des bewegbaren Kopfes 103 so gesteuert werden, daß das Brennpunktfehlersignal zu 0 wird.

Dieses vorbeschriebene Steuersystem, d. h. eine Brenn­ punktservosteuerung, hat die in Fig. 14 gezeigte Struktur, nämlich eine Schaltung für das Antriebs­ system. Die Schaltung enthält einen Capstan-Frequenz­ oszillator FG und einen Steuerkopf CH, die mit einer Mustererzeugungsschaltung 137 verbunden sind.

Neben dieser befindet sich ein Mikrocomputer 138. Die Mustererzeugungsschaltung 137 und der Mikro­ computer 138 erhalten ein 3,58-MHz-Demodulations- Vertikalsynchronisationssignal und ein Kopf­ schaltsignal, das auf die Kopfumschaltung bezogen ist.

Jeweils beide Ausgänge der Mustererzeugungsschaltung 137 und des Mikrocomputers 138 sind mit Additions­ schaltungen 139 und 140 verbunden. Diesen folgen in Reihe Filterschaltungen 141 und 142, Verstärkungs­ einstellschaltungen 143 und 144, Schaltkreis­ wechsel-Schalter 145 und 146 und Stromverstärker 147 und 148.

Die Schalter 145 und 146 haben wahlweise Verbindungen zum Differentialverstärker 136 anstelle der zu den Verstärkungseinstellschaltungen 143 und 144. Die Verstärker 147 und 148 sind wie in Fig. 2 gezeigt verbunden. In Fig. 2 sind nur eine der Elektroden­ bürsten und nur einer der Schleifringe gezeigt, wohingegen in Fig. 14 jeweils zwei von ihnen darge­ stellt sind. Dies folgt daraus, daß die Elektroden­ bürsten die Schleifringe, die auf die Einheiten 112 und 113 der bewegbaren Köpfe bezogen sind, als ein Teil gezeichnet sind. Fig. 14 erläutert aus­ drücklich die Funktion der Vorrichtung in Fig. 2.

Die Funktionen der Schaltung sind wie folgt, wobei zunächst die Funktion bei der Wiedergabe beschrieben wird.

Bei der Wiedergabe erhalten die Mustererzeugungs­ schaltung 137 und der Mikrocomputer 138 ein Hüllkurvenerfassungssignal, das durch das Hüllkurven­ signal, das FG-Signal und ein GL-Signal erhalten wird. Das GL-Signal wird durch Wiedergabe eines Laufsteuersignals (CTL-Signal) mittels des Steuer­ kopfes CH gewonnen. Die Mustererzeugungsschaltung 137 und der Mikrocomputer 138 berechnen das Ausmaß der Bewegung der Köpfe 103 und 104.

Dieses Ausmaß der Bewegung wird weitergegeben und die Wicklungen der Einheiten 112 und 113 erhalten einen Strom t, der dem Ausmaß der Bewegung entspricht und der die gewünschte Bewegung der Köpfe 103 und 104 bewirkt.

Der Detektor 114 erfaßt die Position der bewegbaren Köpfe 103 und 104 nicht während der Wiedergabe. Wo immer die Köpfe 103 und 104 positioniert werden, sind die Funktionen der lichtemittierenden Diode 135, der Photodiode 134 und des Differentialver­ stärkers 136, die in den Detektor 114 eingebettet sind, ausgeschaltet. Beispielsweise sind die Schaltkreiswechsel-Schalter 145 und 146 mit den Verstärkungseinstellschaltungen 143 und 144 ver­ bunden.

Bei der Wiedergabe wird eine Korrektur für eine Übereinstimmung der Rotationsebenen der bewegbaren Köpfe 103 und 104 durchgeführt, indem das Ausmaß der Bewegung durch die Mustererzeugungsschaltung 137 und den Mikrocomputer 138 auf der Grundlage des CTL-Signals und des FG-Signals berechnet wird.

Die Berechnung ist möglich, da das FG-Signal das CTL-Signal wirksam teilt. Bei der Aufzeichnung wird das CTL-Signal auf der Steuerspur des Magnetbandes 109 aufgezeichnet, wie durch CH angedeutet ist, und das FG-Signal wird periodisch in einem vorgegebenen Intervall während des Durchlaufs des Magnetbandes erzeugt. Daher kann auf der Grundlage der CTL- und FG-Signale die gegenwärtige Spurposition erfaßt werden. Wenn dies der Fall ist, können die Rotationsebenen der bewegbaren Köpfe 103 und 104 mit der Spurposition in Überein­ stimmung gebracht werden, indem die Köpfe 103 und 104 in die erfaßte Position bewegt werden.

Wenn zum Beispiel die Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes 109 größer als die Standard­ geschwindigkeit ist, werden die Köpfe 103 und 104 entlang der Achse der drehbaren Trommel 107 in Fig. 7 nach unten bewegt. Wenn andererseits die Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbandes 109 geringer ist, werden die Köpfe 103 und 104 entlang der Achse der Trommel 107 aufwärtsbewegt. Die Auf- und Abwärtsbewegung wird durch Steuerung des zu den Wicklungen der Einheiten 112 und 113 gelieferten Stroms durchgeführt.

Wie beschrieben wurde, können unabhängig von der Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetbands 109 die Rotationsebene der bewegbaren Köpfe 103 und 104 und die Spurposition in Übereinstimmung ge­ bracht werden, und die Köpfe 103 und 104 können einer Spur für ein Feldintervall genau folgen.

Als nächstes wird die Funktion bei der Aufzeichnung beschrieben.

Bei der Aufzeichnung kann das Hüllkurvensignal nicht erhalten werden, da keine Information auf dem Magnetband 109 aufgezeichnet ist. Mit anderen Worten, es existieren keine Spuren, denen die bewegbaren Köpfe folgen können. Daher werden die Positionen der Köpfe 103 und 104 so gesteuert, daß sie die Standardposition einnehmen.

Die Einstellung der Standardposition erfolgt mit dem Detektor 114. Das vom in den Detektor 114 eingebetteten Differentialverstärker 136 erzeugte Brennpunktfehlersignal wird ungleich 0, wenn der Vorsprung der Ringfeder sich aus dem Brennpunkt der Objektivlinse verschiebt. Die dem Differential­ verstärker 136 folgenden Schaltkreiswechsel-Schalter 145 und 146 sind bei der Wiedergabe mit den Ver­ stärkungseinstellschaltungen 143 und 144 und bei der Aufzeichnung mit dem Differentialverstärker 136 verbunden, wodurch das Brennpunktfehlersignal bei der Aufzeichnung zu den Stromverstärkern 147 und 148 geliefert wird. Wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist das Brennpunktfehlersignal proportional zur Größe des Abstandes, zumindest wenn dieser klein ist. Somit können durch Einstellung des zu den Wicklungen der Einheiten 112 und 113 gelieferten Stroms entsprechend dem Brennpunktfehlersignal die Köpfe in die Standardposition gebracht werden.

Im Ausführungsbeispiel hat jede der Einheiten 112 und 113 zwei Ringfedern, aber die Erfindung ist nicht auf diese Anzahl beschränkt, und die Schlitze in den Ringfedern müssen nicht kreisförmig sein. Radiale Schlitze können beispielsweise ebenfalls verwendet werden. Die Dicke der Ringfedern wird von dem Konstrukteur auf der Grundlage der erforderlichen Elastizität und Zuverlässigkeit bestimmt. Andere Arten von ebenen Federn können verwendet werden. Weiterhin kann eine der Ringfedern weggelassen werden und statt dessen kann ein Endpunkt der Spule gestützt werden.

Ein größerer Abstand zwischen den Ringfedern ist vorzuziehen für die Aufrechterhaltung des Grades für den parallelen Kontakt der Spule. Eine Wicklung kann zwischen den Ringfedern plaziert werden.

Weiterhin kann die Struktur der Wicklung entsprechend dem Ausführungsbeispiel durch eine andere Struktur ersetzt werden.

Der Detektor 114 kann ohne optische Mittel ausge­ bildet sein. Der vorliegende Detektor erfaßt die Position des bewegbaren Kopfes ohne direkten Kontakt zu diesem. Wenn die gleiche Funktion reali­ siert wird, können auf anderen Prinzipien beruhende Strukturen eingesetzt werden. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Positionserfassung für die bewegbaren Köpfe indirekt durch Verwendung der Position des Vorsprungs, jedoch ist es auch möglich, die Position der bewegbaren Köpfe direkt abzutasten. In diesem Fall müssen die bewegbaren Köpfe Mittel für die Reflexion des Strahls aufweisen.

Der Detektor 114 kann irgendwo an der Peripherie der rotierenden Trommel 107 angeordnet sein und sich oberhalb oder unterhalb dieser befinden. Das Maß der Bewegung bei der Aufzeichnung kann durch Addition des Ausgangssignals des Differentialverstärkers 136 oder eines entsprechenden Signals zu der Muster­ erzeugungsschaltung 137 gesteuert werden.

Fig. 15 zeigt eine Vorrichtung mit drehbaren Magnet­ köpfen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Hierbei befinden sich zwei Paare von Köpfen, nämlich ein Paar von festen Köpfen 210 und 211 und ein Paar von bewegbaren Köpfen 203 und 204 am Umfang der drehbaren Trommel 207. Die bewegbaren Köpfe 203 und 204 sind im Uhrzeigersinn um 90° gegenüber den festen Köpfen 210 und 211 angeordnet. Die bewegbaren Köpfe 203 und 204 werden jeweils von den Einheiten 212 und 213 entlang der Achse der Trommel 207 angetrieben.

Die festen Köpfe 210 und 211 führen eine Aufzeichnung/ Wiedergabe von Stimmen in der Tiefenschicht des Magnetbandes 209 durch, das auf der Trommel 207 abrollt und dieses mit einem Winkel von 190° umschlingt. Die bewegbaren Köpfe 203 und 204 bewirken eine Aufzeichnung/Wiedergabe in der Oberflächenschicht. Das auf dem Magnetband 209 erhaltene Spurmuster ist das gleiche wie in Fig. 27 beim zweiten bekannten Ausführungsbeispiel.

Fig. 16 zeigt einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 15 entlang der Linie III-III. Die Fig. 16 entspricht der Fig. 2, wobei jedoch die Vorrichtung nach Fig. 16 zusätzlich die festen Köpfe 210 und 211 aufweist.

Fig. 17 stellt den Querschnitt der Einheit 212 dar, die den bewegbaren Kopf 203 antreibt. Die Einheit 213 besitzt die gleiche Struktur. Wie ersichtlich ist, sind die Einheiten 212 und 213 in gleicher Weise ausgebildet wie die Einheiten 112 und 113 im ersten Ausführungsbeispiel, so daß ihre Beschreibung hier unterbleibt.

Fig. 18 zeigt die in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Schaltung und Fig. 19 die Zeitdiagramme für die einzelnen Schaltkreise. Die dargestellte Schaltung bezieht sich auf die Aufzeichnung mit dem bewegbaren Kopf 203, wobei die Schaltung für den Kopf 204 in gleicher Weise ausgebildet ist. Beim Entwerfen dieser Schaltungen können diese dadurch vereinfacht werden, daß einzelne Schalt­ kreise beiden Schaltungen angehören.

Die Aufzeichnung von Stimmen in der Tiefenschicht wird durch die festen Köpfe 210 und 211 bewirkt. Die Funktion der Köpfe 210 und 211 ist die gleiche wie die der Köpfe 11 und 12 beim zweiten bekannten Ausführungsbeispiel. Abweichend davon wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die Aufzeichnung in der Oberflächenschicht durch die bewegbaren Köpfe 203 und 204 durchgeführt.

Zuerst wird ein aufzuzeichnendes Videosignal von einer Aufzeichnungssignal-Verarbeitungsschaltung 249 empfangen. Diese wandelt das empfangene Signal in ein zur Magnetaufzeichnung geeignetes kontinuier­ liches Videosignal b um und liefert es über eine Videosignaleingangs-Ein/Aus-Schaltung 250 zu einem Drehwandler 219.

Der Drehwandler 219 enthält eine Wicklung auf der Seite der festen Trommel 208 und eine Wicklung auf der Seite der drehbaren Trommel 207. Daher wird das Videosignal b aufgrund der magnetischen Kopplung innerhalb des Drehwandlers 219 zum bewegbaren Kopf 203 übertragen.

Die Ein/Aus-Schaltung 250 zwischen der Verarbeitungs­ schaltung 249 und dem Drehwandler 219 läßt die Lieferung des Videosignals b zum Kopf 203 zu oder unterbricht diese, entsprechend dem noch zu erläuternden Zeitsignal g. Das Videosignal wird daher während der Zeitabschnitte aufgezeichnet, in denen der Pegel des Zeitsignals g hoch ist. In Fig. 19 sind die vom bewegbaren Kopf 203 aufgezeichneten Spuren mit B1, B2, ... bezeichnet und werden B-Spuren genannt.

Der Drehwandler 219 liefert andererseits das vom Kopf 203 erhaltene Signal zu einer Wiedergabeaudiosignal- Extraktionsschaltung 251. Diese zieht ein Wiedergabe­ audiosignal aus dem Wiedergabesignal des Kopfes 203 entsprechend einem Zeitsignal h. Das Zeitsignal h wirkt somit als Wiedergabeaudiosignal-Extraktions­ signal. Der Pegel des Zeitsignals h ist hoch, während eine Aufzeichnung von Stimmen in der Tiefenschicht der B-Spuren mittels einer Stimmenaufzeichnungs­ schaltung (nicht gezeigt) erfolgt, und zur gleichen Zeit findet keine Aufzeichnung von Bildern in der Oberflächenschicht durch die Schaltung nach Fig. 18 statt (siehe Fig. 19). Daher zieht die Extraktions­ schaltung 251 nur dann Wiedergabeaudiosignale aus den Wiedergabesignalen heraus, wenn das Signal h einen hohen Pegel hat und nur eine Aufzeichnung in der Tiefenschicht erfolgt.

Die Extraktionsschaltung 251 liefert das herausge­ zogene Wiedergabeaudiosignal zu einer Spitzen­ erfassungs/Integrationsschaltung 252, die die Spitzen erfaßt und das Wiedergabeaudiosignal in­ tegriert und ein Integrationssignal erzeugt, das zu einem Audiospur-Mittellage-Detektor 253 geliefert wird.

Der Detektor 253 erfaßt die Mittellage der Audio­ spur (der Teil, wo die Stimmen in der Tiefenschicht aufgezeichnet werden) auf der Grundlage eines Pegel­ wechsels des Integrationssignals. Die erfaßte Mittel­ lage wird zu einem Kopfpositionierungssignal- Generator 254 geführt, der ein Positionierungs­ signal erzeugt, um den Kopf 203 in die erfaßte Mittellage zu bringen. Das Positionierungssignal wird zur Einheit 212 geliefert und bewirkt die erforderliche Bewegung des Kopfes 203.

Eine Zeitsignal-Erzeugungsschaltung 255 erzeugt die Zeitsignale g und h entsprechend einem Kopfumschalt­ signal c. Dieses spezifiziert den gerade zur Aufzeichnung/Wiedergabe verwendeten Kopf und ändert seinen Pegel von hoch nach niedrig und umgekehrt nach einer Drehung der Trommel 207 um jeweils 180°. Gemäß Fig. 19 ist innerhalb der Zeitabschnitte, in denen das Kopfumschaltsignal c einen hohen Pegel hat, der Kopf für die A-Spuren (A1, A2, ...) aktiviert, während der Kopf für die B-Spuren aktiviert ist, wenn das Kopfumschaltsignal c einen niedrigen Pegel hat.

Wie erwähnt, wird das Zeitsignal g zur Ein/Aus-Schaltung 250 geliefert und steuert die Verbindung/Unterbrechung für das Videosignal b. Das Zeitsignal h wird zur Extraktionsschaltung 251, zum Detektor 253 und zu einer Abtastsignal-Erzeugungsschaltung 256 geführt. Die Extraktionsschaltung 251 zieht ein Wiedergabeaudiosignal aus dem Wiedergabesignal entsprechend dem Zeitsignal h heraus. Die Erzeugungs­ schaltung 256 liefert ein Abtastsignal zur Einheit 212, um den bewegbaren Kopf 203 anzutreiben. Wie Fig. 19 zeigt, kann das Abtastsignal nur innerhalb der Zeitabschnitte einen hohen Pegel haben, innerhalb derer auch das Zeitsignal h einen hohen Pegel hat. Gemäß diesem Signal wird die Position des in die Einheit 212 eingebetteten bewegbaren Kopfes 203 überprüft.

Fig. 20 zeigt den zeitlichen Ablauf bei der Auf­ zeichnung durch die festen und bewegbaren Köpfe, wobei nur eine der auf dem Magnetband 209 ge­ bildeten Spuren dargestellt ist. In der folgenden Erläuterung wird nur auf den festen Kopf 210 und den bewegbaren Kopf 203 Bezug genommen.

Die Aufzeichnung von Stimmen in der Tiefenschicht auf eine Audiospur 257 wird mit dem festen Kopf 210 mit einer Breite von 25 µm durchgeführt, und die Oberflächenaufzeichnung von Bildern auf einer Videospur 258 erfolgt durch den bewegbaren Kopf 203 mit einer Breite von 37 µm.

Die Aufzeichnungsperiode t1 bis t4 auf der Audiospur 257 ist gleich der Periode, in der das Magnetband 209 auf der drehbaren Trommel 207 abrollt und entspricht 190°, wie Fig. 19 zeigt. Die Aufzeichnungs­ periode t2 bis t3 auf der Videospur beträgt 184°. Daher ist die Audiospur 257 länger als die Video­ spur 258. Die Differenz ist durch Z0 und Z1 ange­ zeigt, die in dieser Reihenfolge gebildet werden. Die Länge von Z0 und Z1 kann nach der folgenden Beziehung berechnet werden:

Ummfang der drehbaren Trommel) _* (Winkel entsprechend Z0 oder Z1)/(360° _* 1H-Abstand).

Wenn ein Videoaufzeichnungsgerät vom VHS-Typ verwendet wird, betragen der Durchmesser der drehbaren Trommel 62 mm und der 1H-Abstand 0,370 mm. Wenn die Länge von Z0 und Z1 gleich sein soll, beträgt diese daher:

62 pi _* 3/(360 _* 0,370) mm ≒ 4.4 H.

Die Aufzeichnungsperiode t2 bis t3 auf einer Video­ spur ist länger als eine Feldperiode eines Video­ signals, da diese 180° entspricht. In Fig. 20 ist eine Feldperiode mit V bezeichnet und der Teil, der sich aus der Differenz zwischen der Audiospur 257 und der Feldperiode V ergibt, ist durch Y und X gekennzeichnet, die in dieser Reihenfolge ge­ bildet werden. Die Punkte x0 und x1 stellen den Anfangs- und Endpunkt der Feldperiode V dar. Die Punkte x0 und x1 entsprechen dem Hoch/Niedrig- Wechseln des Kopfumschaltsignals c und werden als Umschaltpunkte bezeichnet.

Der verwendete Ausdruck "Spur" entspricht dem Bereich, der durch die Länge der Audiospur 257 und die Breite des bewegbaren Kopfes definiert ist (dieser ist in Fig. 20 von einer gestrichelten Linie umgeben).

Das Zeitsignal g ermöglicht die Aufzeichnung, wo die Länge der Videospur 258 größer ist als die Länge der Audiospur 257. Mit anderen Worten, durch Steuerung der Ein/Aus-Schaltung 250 kann der Beginn der Videoaufzeichnung gegenüber dem Beginn der Audioaufzeichnung um Z0 verzögert werden, und das Ende der Videoaufzeichnung ist um Z1 gegenüber dem Ende der Audioaufzeichnung vorgezogen, mit Bezug auf eine feste Spur.

Die Positionssteuerung für den bewegbaren Kopf erfolgt durch das vom Generator 254 erzeugte Positionierungssignal. In diesem Ausführungs­ beispiel findet die Videoaufzeichnung mittels der bewegbaren Köpfe 203 und 204 statt, und nachdem die Lage der Audiospur durch die festen Köpfe 210 und 211 festgestellt wurde, werden die bewegbaren Köpfe 203 und 204 zu der festge­ stellten Lage bewegt, um die in Fig. 20 dar­ gestellte Aufzeichnung zu erzielen. Das Positionierungssignal wird verwendet, um die bewegbaren Köpfe 203 und 204 auf die vorgegebenen Positionen einzustellen (Pegeldifferenz = 16 µm). Das Maß der für die Positionierung erforderlichen Bewegung wird durch das Abtastsignal geliefert.

Mit Bezug auf die Positionssteuerung für den beweg­ baren Kopf bildet die Erzeugungsschaltung 256 ein Abtastsignal zur Erfassung der erforderlichen Bewegung. Beispielsweise verwendet die Erzeugungs­ schaltung 256 die Zeitabschnitte, in denen nur die festen Köpfe 210 und 211 aufzeichnen (t1 bis t2, t3 bis t4, ...), und erzeugt ein Abtastsignal innerhalb dieser Zeitabschnitte. Der Zeitabschnitt beträgt beispielsweise eine Sekunde seit dem Beginn der Aufzeichnung. Die ein Abtastsignal liefernde Erzeugungsschaltung 256 bewirkt, daß die bewegbaren Köpfe 203 und 204 die Audiosignale wiedergeben, die in den mit Z0 und Z1 bezeichneten Bereichen aufgezeichnet sind.

Die von den bewegbaren Köpfen 203 und 204 erhaltenen Audiosignale innerhalb der Abtastsignalerzeugungs­ periode werden nacheinander zu der Extraktions­ schaltung 251, der Spitzenerfassungs/Integrations­ schaltung 252, dem Detektor 253 und dem Generator 254 geliefert.

Wie erwähnt, ist das von der Schaltung 252 erzeugte Signal ein Integrationssignal, das durch Spitzen­ erfassung und Integration des Wiedergabeaudio­ signals erhalten wird. Der Pegel des Integrations­ signals zeigt die Differenz zwischen der Abtast­ position des bewegbaren Kopfes 203 oder 204 und der Mittellage der Audiospur an.

Dies ergibt sich daraus, daß die in der Audiospur aufgezeichneten Signale FM-Signale sind. Der Pegel eines FM-Signals ist konstant, und somit ist, wenn die Abtastposition eines bewegbaren Kopfes 203 oder 204 die Audiospur überdeckt, der Pegel des herausgezogenen Audiosignals konstant. Der Pegel nimmt ab, wenn der bewegbare Kopf 203 oder 204 von der Audiospur abweicht. Die Größe der Abnahme entspricht der Größe der Abweichung. Daher kann die relative Position des bewegbaren Kopfes 203 oder 204 durch das Integrationssignal bestimmt werden. Der Detektor 253 bestimmt die Position auf der Grundlage des Integrationssignals.

Genauer gesagt, der Detektor 253 erfaßt die Pegel­ abnahme des Integrationssignals und berechnet anhand des Pegels die Mittellage der Audiospur relativ zur gegenwärtigen Position des bewegbaren Kopfes 203 oder 204. Es wird davon ausgegangen, daß der Kopf 203 oder 204 sich innerhalb eines Kreises mit einem Durchmesser von 58 µm befindet. Wie in Fig. 20 gezeigt ist, überdeckt die Fläche fast den Bereich, der von zwei Mittellagen be­ nachbarter Videospuren gebildet ist.

Der Detektor 253 liefert ein der Mittellage ent­ sprechendes Positionssignal zum Generator 254. Dieser erzeugt ein dem Positionssignal entsprechen­ des Positionierungssignal. Dieses bestimmt bei­ spielsweise die Position des bewegbaren Kopfes 204 und entspricht der Treiberspannung des bewegbaren Kopfes 203. Die Bildung des Positionierungs­ signals erfolgt innerhalb einer zweiten Periode nach der Erzeugung des Abtastsignals.

Durch Wiederholung der vorbeschriebenen Schritte kann eine Zweischichtaufzeichnung von Stimmen und Bildern wie in Fig. 20 gezeigt durchgeführt werden.

Mit der Vorrichtung nach diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Zweischichtaufzeichnung mit einfacheren Mitteln als bei bekannten Vorrichtungen; zum Beispiel sind die beim zweiten bekannten Aus­ führungsbeispiel verwendeten festen Köpfe nicht erforderlich. Somit ergeben sich eine Vereinfachung der Struktur, eine Kostensenkung sowie auch eine Unterdrückung des durch wiederholtes Kopfschlagen bewirkten Zitterns in den Wiedergabesignalen.

Die Wiedergabe kann nahezu in der gleichen Weise erfolgen wie die Aufnahme. Die Wiedergabe von Stimmen bei normaler Geschwindigkeit ist die gleiche wie beim zweiten bekannten Ausführungsbeispiel, und die normale Videowiedergabe wird durch Steuerung der Position der bewegbaren Köpfe 203 und 204 wie bei der Aufzeichnung durchgeführt. Eine besondere Wiedergabe wie Schnell- oder Langsamsuchlauf und dergleichen wird erhalten durch Antrieb der beweg­ baren Köpfe 203 und 204 in gleicher Art wie beim zweiten bekannten Ausführungsbeispiel.

Die Einheiten 212 und 213 sind wie beim ersten Aus­ führungsbeispiel vom Wicklungstyp. Als Folge hiervon werden die Köpfe 203 und 204 bei der Aufzeichnung/Wiedergabe mit hoher Parallelität bewegt. Das mögliche Maß der Bewegung beträgt mehrere 100 µm und die Köpfe 203 und 204 können durch ein externes Signal mit guter Ansprechbar­ keit bewegt werden, wodurch eine gute Eignung für eine Abtastung beispielsweise mit fünffacher Geschwindigkeit besteht.

Die Steuerung der Position der Köpfe 203 und 204 bei der Wiedergabe kann verschieden von derjenigen sein, die auf dem gleichen Pegel des Wiedergabe­ signals wie dem Pegel bei Aufzeichnung beruht. Beispielsweise kann das in der japanischen Offenlegungsschrift No. Hei 1-2 82 769 beschriebene Verfahren angewendet werden, bei dem eine Hüll­ kurvenerfassung des von den bewegbaren Köpfen erhaltenen Wiedergabevideosignals erfolgt und die bewegbaren Köpfe so gesteuert werden, daß das gewonnene Hüllkurvenerfassungssignal stets den Maximalwert einnimmt.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in beiden Intervallen Z0 und Z1 ein Audiosignal herausgezogen; dies kann jedoch auch nur in einem dieser beiden Intervalle erfolgen.

Das in der Tiefenschicht aufgezeichnete Signal ist nicht auf ein Audiosignal und das in der Oberflächen­ schicht aufgezeichnete Signal nicht auf ein Video­ signal beschränkt. Beispielsweise können digitale Signale wie ein Zeichensignal und ein PCM-Signal aufgezeichnet werden. Es ist jedoch erforderlich, daß das Signal ein FM-Signal mit konstanter Amplitude ist.

Claims (12)

1. Rotierender Magnetkopf für ein magnetisches Auf­ zeichnungs-/Wiedergabesystem, bestehend aus

• a) einer drehbaren Trommel (107), die mit vor­ gegebener Geschwindigkeit rotiert und mit einem Magnetband (109) in Reibkontakt steht, das auf dem Umfang der Trommel ab­ rollt, wobei die Achse der Trommel einen vorgegebenen Winkel in bezug auf die Quer­ richtung des Magnetbandes hat;
• b) mindestens einem bewegbaren Kopf (103, 104), der am Umfang der Trommel angeordnet ist, so daß seine einen Spalt enthaltende Spitze in der Kontaktfläche zwischen dem bewegbaren Kopf und dem Magnetband liegt, wobei der bewegbare Kopf so gehalten ist, daß eine Bewegung entlang der Achse der rotierenden Trommel möglich ist;
• c) mindestens einem in einem Abstand zum be­ wegbaren Kopf an der Trommel angeordneten festen Kopf;
• d) einem Detektor, der die Position eines be­ wegbaren Kopfes entlang der Achse der ro­ tierenden Trommel erfaßt;
• e) einer Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes, die ein die Differenz zwischen der vom Detektor erfaßten Position und einer vorgegebenen Standardposition an­ zeigendes Steuersignal erzeugt; und
• f) einem Antrieb für den bewegbaren Kopf, der auf der Grundlage des von der Steuereinheit erzeugten Steuersignals den bewegbaren Kopf entlang der Achse der rotierenden Trommel in die Standardposition bewegt,

dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor für die Position des bewegbaren Kopfes umfaßt:

• g) eine Wiedergabeschaltung, die die vom fe­ sten Kopf aufgezeichneten Signale mittels des bewegbaren Kopfes wiedergibt, und
• h) einen Spurmittellage-Servomechanismus, der die Mittellage der vom festen Kopf aufge­ zeichneten Spur erfaßt auf der Grundlage der durch die Wiedergabeschaltung wiederge­ gebenen Signale,

und daß die Steuereinheit eine Positionierungs­ vorrichtung für den bewegbaren Kopf aufweist, die das Steuersignal entsprechend der vom Detek­ tor erfaßten Spurmittellage erzeugt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spurmittellage- Servomechanismus umfaßt:

• a) eine Extraktionsschaltung (251), die die Signale mit konstantem Pegel enthaltende Wiedergabesignale aus den durch die Wieder­ gabeschaltung wiedergegebenen Signalen her­ auszieht,
• b) einen Pegeldetektor (252), der den Pegel der herausgezogenen Wiedergabesignale er­ faßt,
• c) einen Spurmittellage-Detektor (253), der die Differenz zwischen dem vom Pegeldetek­ tor erfaßten Pegel und dem Pegel des Wie­ dergabesignals, wenn die Mittellage der vom festen Kopf aufgezeichneten Spur und die vom bewegbaren Kopf abgetastete Spur über­ einstimmen, erfaßt, wobei der Spurmittel­ lage-Detektor die Differenz als Position des festen Kopfes entlang der Achse der drehbaren Trommel ausgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit für die Position des bewegbaren Kopfes umfaßt:

• a) einen Aufzeichnungs-Ein/Aus-Mechanismus (250), der bewirkt, daß die Aufzeichnung durch den bewegbaren Kopf innerhalb des Zeitabschnittes erfolgt, in dem der feste Kopf eine Aufzeichnung durchführt, und
• b) eine Steuereinheit für die Mittellageerfas­ sung, die bewirkt, daß der Spurmittellage- Servomechanismus die Mittellage der vom festen Kopf aufgezeichneten Spur erfaßt, während der bewegbare Kopf keine Aufzeich­ nung und der feste Kopf eine Aufzeichnung durchführen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit für die Mittellageerfassung eine Abtastsignal- Erzeugungsschaltung (256) aufweist, die bewirkt, daß der Antrieb für den bewegbaren Kopf diesen unter Verwendung des Steuersignals bewegt, wäh­ rend der bewegbare Kopf nicht aufzeichnet und der feste Kopf Informationen aufzeichnet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Kopf ein bildwiedergebender Videokopf ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Kopf ein stimmenaufzeichnender und -wiedergebender Audio­ kopf ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den bewegbaren Kopf ein Betätigungselement und einen Halter für den bewegbaren Kopf aufweist, wobei das Betätigungselement umfaßt:

• - mehr als eine Ringfeder, die parallel zu und entlang der Achse der drehbaren Trommel angeordnet sind, und jede Ringfeder eine vorgegebene Elastizität in Richtung der Achse der Trommel und in ihrer Mitte ein Loch besitzt;
• - dabei eine Spule (121) durch die Löcher der Ringfedern greift, die von den Ringfedern schwebend gehalten wird, derart, daß die Achse der Spule parallel zur Achse der Trommel verläuft;
• - eine um die Spule gelegte Wicklung, an die ein dem in der Steuereinheit erzeugten Steuersignal entsprechender Strom geliefert wird und diese innerhalb des Betätigungs­ elementes ein Magnetfeld erzeugt, und
• - einen Permanentmagneten, der ein konstantes Magnetfeld innerhalb des Betätigungselemen­ tes erzeugt, das dem von der Wicklung er­ zeugten Magnetfeld entgegenwirkt und eine Bewegung der Spule entlang der Achse der drehbaren Trommel entsprechend der Größe des von der Wicklung erzeugten Magnetfeldes verursacht,

und daß der Halter für den bewegbaren Kopf ein Vorsprung an einer der Ringfedern ist.

8. Rotierender Magnetkopf für ein magnetisches Auf­ zeichnungs-/Wiedergabesystem, bestehend aus

• a) einer drehbaren Trommel (107), die mit vor­ gegebener Geschwindigkeit rotiert und mit einem Magnetband (109) in Reibkontakt steht, das auf dem Umfang der Trommel ab­ rollt, wobei die Achse der Trommel einen vorgegebenen Winkel in bezug auf die Quer­ richtung des Magnetbandes hat;
• b) mindestens einem bewegbaren Kopf (103, 104), der am Umfang der Trommel angeordnet ist, so daß seine einen Spalt enthaltende Spitze in der Kontaktfläche zwischen dem bewegbaren Kopf und dem Magnetband liegt, wobei der bewegbare Kopf so gehalten ist, daß eine Bewegung entlang der Achse der rotierenden Trommel möglich ist;
• c) einem Detektor, der die Position des beweg­ baren Kopfes entlang der Achse der rotie­ renden Trommel erfaßt;
• d) wobei der Detektor (114) einen Lichtsender, der einen Strahl entlang der Kontaktfläche zwischen der rotierenden Trommel und dem Magnetband aussendet, und
• e) einen Lichtempfänger, der das entweder vom bewegbaren Kopf oder von einem mit diesem verbundenen Teil reflektierte Licht empfängt, wenn der bewegbare Kopf den aus­ gesandten Strahl schneidet, aufweist, wobei eine Steuereinheit einen Rechner auf­ weist, der die Position des bewegbaren Kopfes entlang der Achse der Trommel auf der Grundlage des empfangenen reflektierten Lichtes berechnet,

dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfänger eine Sammellinse (133) und ein Lichtempfangselement (134) aufweist,
daß das Lichtempfangselement eine vorgegebene Anzahl von Empfangszellen besitzt, von denen jede eine der von ihr empfangenen Lichtmenge entsprechende Spannung erzeugt,
daß der Rechner Matrixverbindungen zwischen den Empfangszellen (134) und einem Rechnerelement (136) aufweist, wobei die Matrixverbindungen zwischen den Aus­ gangsanschlüssen der Empfangszellen bestehen und die Ausgangsspannungen (VA, VB, VC, VD) der Empfangszellen in Signalspannungen umgewandelt werden, die eine Anzahl von Eingangsanschlüssen des Rechnerele­ mentes (136) zugeführt werden,
und daß das Rechnerelement (136) die Position des Ge­ gegenstandes in bezug auf den Brennpunkt der Ob­ jektivlinse feststellt und diese relative Posi­ tion als Position entlang der Achse der rotie­ renden Trommel zur Steuereinheit liefert.