JP2506914B2 - ディジタルサ―ボ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、映像信号等を回転磁気ヘッドにより磁気テ
ープ上に斜め方向に記録したり、または再生を行う、い
わゆるヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置におけ
るディジタルサーボ装置に関するものである。

従来の技術 映像信号磁気記録再生装置（以下、VTRと略称す
る。）において、磁気テープ（以下、テープと略す。）
を間欠送りし、スローモーション再生（以下、スロー再
生と略す。）を行なう装置は種々知られている。しかし
ながら、映像信号を再生する回転ヘッドを備えたシリン
ダモータの回転速度が一定であっても、テープの移動速
度が急激に変化すると、磁気テープ送りの間に回転ヘッ
ドがテープの記録トラックをトレースする速度が変わ
り、映像信号中の水平同期信号周波数が変わるという欠
点がある。これによりテープ走行時に、再生画面が横に
揺れるという不都合が生じる。この不都合を解決する方
法として特開昭57−8945号公報では、テープとシリンダ
モータに取り付けられた磁気ヘッドとの相対速度をシリ
ンダモータの速度制御系に補正を行なうことにより一定
になるようにして、再生画面が横揺れしないようにして
いる。また、速度補正時には位相制御を行なわないよう
にして、位相制御の影響を受けないようにしている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、シリンダモータ
の制御は位相制御を行なっていないため速度制御のみで
行なわれるので、速度誤差出力回路とシリンダモータド
ライブの誤差信号入力回路との間にオフセットなどがあ
れば、シリンダモータの回転速度は基準速度からずれて
しまい、停止動作時の再生画面において色ずれなどの現
象を生ずる。また、位相制御を行なわないためにスロー
モードからノーマルモードへ移行したときに、スムーズ
に移行することができずに再生画面が乱れてしまう。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のディジタルサーボ
装置は、磁気テープを走行駆動するキャプスタンモータ
と、前記磁気テープに記録された信号を再生すべく回転
ヘッドを回転駆動するシリンダモータと、前記シリンダ
モータの回転速度を一定にすべく制御する速度制御手段
と、前記シリンダモータの回転位相の基準となる基準位
相信号を発生する基準位相信号発生手段と、前記シリン
ダモータの回転位相信号と前記基準位相信号発生手段の
出力する基準位相信号との差を一定にすべく制御する位
相制御手段と、前記位相制御手段の出力を低域補償する
ディジタルフィルタと、前記キャプスタンモータを間欠
的駆動する間欠駆動手段と、前記間欠駆動手段が前記磁
気テープを間欠駆動するタイミングと同期して、前記シ
リンダモータに前記磁気テープの移動速度に応じた速度
の補正を前記速度制御手段に与える速度補正手段と、前
記間欠駆動動作モードの期間に前記ディジタルフィルタ
の特性を切り換える特性切り換え手段と、前記シリンダ
モータの回転位相信号により、前記基準位相信号発生手
段の基準位相信号と前記回転位相信号との位相差をあら
かじめ設定された位相差になるように前記基準位相発生
手段に基準信号の位相を変更させる位相合わせ手段とを
具備したことを特徴とするものである。

作用 本発明は上記した構成によって、スロー動作時のシリ
ンダモータの速度制御出力の補正を行なうときに、位相
系の低減補償フィルタの特性を変え、さらにシリンダモ
ータの回転位相と基準位相の位相差をあらかじめ設定さ
れた位相差になるように基準位相信号の位相を変更する
ことにより位相制御による影響を受けにくいようにして
いるので、スロー時の再生画面に．色ずれをおこすこと
なく横揺れを補正できると共にスローモードからノーマ
ルモードへの移行も再生画面を乱すことなくスムーズに
行なうことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例のディジタルサーボ装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したブロックダイアグ
ラムであり、１はテープであり、２はテープ１を駆動す
るキャプスタンモータ、３は映像信号の記録または再生
を行なう回転磁気ヘッド3a,3bを定速回転駆動するため
のシリンダモータ、４はテープ１の縁部近くにテープ送
りを制御する目的で制御信号を記録または再生するヘッ
ド（以下、コントロールヘッドと称す。）、５はキャプ
スタンモータ２の速度制御用の信号（FG信号）とコント
ロールヘッド４からの再生信号とシリンダモータ３の位
相信号が入力され、これらの信号に基づいてテープ１の
送りを制御するテープ送り制御手段、６はテープ送り制
御手段５の出力信号に基づいてキャプスタンモータ２を
駆動する駆動回路、７はキャプスタンモータ２によるテ
ープ１の送り量に応じてシリンダモータ３の回転速度を
補正する速度補正手段、８はシリンダモータ３の速度制
御用の信号（FG信号）の周期をあらかじめ設定された周
期になるように速度制御する速度制御手段であり、速度
補正手段７の出力信号も入力されている。９はシリンダ
モータ３の基準位相信号を出力する基準位相信号発生手
段であり、10はシリンダモータ３の位相信号（以下、HS
W信号と称す。）と基準位相信号発生手段９の出力信号
との位相差を一定に保つように位相制御を行なう位相制
御手段である。11はシリンダモータ３のHSW信号のトレ
ーリングエッジをもとに基準位相信号との位相誤差が
‘0'となるように基準位相信号発生手段９の基準位相を
合わせる位相合わせ手段である。12は位相制御手段10の
出力信号をフィルタリングし低域補償を行なうディジタ
ルフィルタである。13はテープ１の送り状態によりディ
ジタルフィルタ12の特性を切り換える特性切り換え手段
である。14はシリンダモータ３の位相制御系の出力であ
るディジタルフィルタ12の出力信号と速度系の出力であ
る速度制御手段８の出力信号を加算した信号に基づいて
シリンダモータ３を駆動する駆動回路である。なお、15
はピンチローラである。第２図は、スロー再生時の動作
を説明するための各部の動作波形図である。

スロー動作はテープの間欠送りと停止（スチル動作）
の繰り返しであり、第２図では間欠送り時の動作につい
て説明する。第２図において、ａは基準位相信号発生手
段９より出力される基準位相信号であり、ｂは位相合わ
せ手段11によって基準位相発生手段の位相がシリンダモ
ータ３の位相に合わせられたときの基準位相信号であ
る。ｃはシリンダモータ３のHSW信号波形であると共に
磁気ヘッド3a,3bの切り換え信号にもなっている。ｄは
キャプスタンモータ２を駆動する駆動電流波形であり、
ｅはキャプスタンモータ２によって走行するテープ１の
テープ速度である。ｆは速度補正手段７より出力される
シリンダモータ３の速度補正信号である。ｇはテープ１
と磁気ヘッド3a,3bの相対速度を示し、ｈはシリンダモ
ータ３の位相制御手段10の誤差出力の信号波形である。

まず、時刻t2までの期間はスチル動作状態であり、ｄ
の駆動電流波形が‘0'であるので、キャプスタンモータ
２は停止し、テープ１も停止している。また、シリンダ
モータ３のHSW信号が時刻t1に位相制御手段10に入力さ
れ、位相制御手段10はディジタルフィルタ12に位相誤差
出力を出力するが、シリンダモータ３は時刻t1まで十分
安定に定速回転しているので位相制御手段10の出力は
‘0'となり、ディジタルフィルタ12の出力は前のHSW信
号が入力されたときと同じ出力信号を出力する。

シリンダモータ３の回転速度が一定であり、テープ１
も停止しているので、テープ１とシリンダモータ３に取
り付けられている磁気ヘッド3a,3bの相対速度はｇに示
すように一定となっている。相対速度が一定であるので
速度補正を行なう必要はなく、速度補正手段７の出力信
号はｆに示すように‘0'となっている。

次に、時刻t2にスロー再生の間欠送り動作が始まる
と、キャプスタンモータ２に駆動電流が流れ、キャプス
タンモータ２が回転し始める。キャプスタンモータ２が
回転するとテープ１が走行し、シリンダモータ３の回転
速度がテープ１が停止しているときと同じであればｇの
破線で示したように相対速度は一定でなく遅くなってい
く。このように、相対速度が一定でなくなると再生画面
に画面の横揺れとして現われる。それで、速度補正手段
７はテープ１の送り速度に応じた補正量を速度制御手段
８に送出し、シリンダモータ３の回転速度とテープ１の
相対速度が常に一定になるようにシリンダモータ３の回
転速度を補正する。

テープ送り制御手段５は時刻t3までキャプスタンモー
タ２を加速するので、テープ１の移動速度も速くなりシ
リンダモータ３の速度補正手段７の補正量も同様に増加
していく。

時刻t3から時刻t5まではキャプスタンモータ２は一定
の回転速度で回転するので、テープ１の移動速度も一定
となり、シリンダモータ３の速度補正量も一定となる。

時刻t4において、シリンダモータ３のHSW信号が位相
制御手段10に入力されると位相制御手段10は位相誤差を
算出する。この時、速度制御手段８に入力される速度補
正によりシリンダモータ３の位相はａに示すように基準
位相信号発生手段９が出力する基準位相信号より進んで
いる。したがって、位相制御手段10は位相を遅らせるよ
うな誤差信号、すなわちｈのように誤差信号を出力す
る。そして、この誤差出力が低減補償用のディジタルフ
ィルタ12に入力される。

次に、シリンダモータ３に取り付けられた磁気ヘッド
3a,3bが映像トラックにオントラックした状態で停止さ
せるために、コントロールヘッドの出力信号をもとに時
刻t6に駆動回路６はキャプスタンモータ２へ逆方向へ回
転するような駆動電流を出力する。（フィールドスロー
時においてはコントロール信号がないフィールドがあ
り、コントロール信号がないフィールドではコントロー
ル信号が入力されてからのキャプスタンモータ２のFG信
号をカウントすることによって磁気ヘッド3a,3bが映像
トラックにオントラックするように位置決めすることが
できる。）したがって、キャプスタンモータ２の回転速
度は減速し、それに応じて、テープ１の移動速度も減少
するのでシリンダモータ３の回転速度が時刻t3において
速度補正手段７によって補正された回転速度であると、
テープ１とヘッド3a,3bの相対速度はｇの波線のように
速くなってしまう。それで、時刻t6からはキャプスタン
モータ２の回転速度の減速に応じて速度補正手段７はシ
リンダモータ３の回転速度が減速するように補正出力を
変更する。

テープ送り制御手段５はキャプスタンモータ２が逆転
し始める直前、または逆転し始めた時点、すなわち時刻
t7においてキャプスタンモータ２を停止させる出力を駆
動回路６に出力する。したがって、時刻t7以後ではキャ
プスタンモータ２は停止し、テープ１も停止することに
なる。速度補正手段７もテープ１が停止するのでシリン
ダモータ３の回転速度の速度補正を行なわなくなる。時
刻t7以降は、テープ１が停止するのでスチル動作となり
時刻t2までの状態と同じであるので、シリンダモータ３
の回転速度が時刻t2の時の回転速度と同じであればテー
プ１と磁気ヘッド3a,3bの相対速度は一定となる。

しかしながら、時刻t4において位相誤差手段10が位相
誤差をディジタルフィルタ12に出力しており、その出力
によってシリンダモータ３の回転速度がわずかながら変
動している。その回転速度の変動によりテープ１と磁気
ヘッド3a,3bとの相対速度が変動し、再生画面の横揺れ
となって現われる。また、位相誤差制御手段10の出力は
ディジタルフィルタ12を介して駆動回路14に入力される
ので相対速度の変動はテープ１が停止状態となってもし
ばらくの期間継続する。したがって、時刻t10において
も位相制御手段10の出力は‘0'にならない。

スチル時に再生画面に横揺れが現われないようにする
にはテープ１が停止状態になった時点で位相誤差手段10
の出力が‘0'すなわち、位相ロック状態であると共にデ
ィジタルフィルタ12の出力がテープ１の停止状態時の出
力であればよいので、シリンダモータ３のHSW信号を用
いて基準位相信号発生手段９の位相を位相誤差が‘0'に
なるように位相あわせするとともに、ディジタルフィル
タ12の特性を通常の再生時と切り換えて、位相制御手段
10の出力が駆動回路14に現われにくいようにする。こう
することにより、スチル動作に移行したときの位相制御
手段10の誤差出力は‘0'となり、駆動回路14の入力信号
であるディジタルフィルタ12の出力はほぼ前のスチル時
の出力と同じになる。

以後、位相合わせの方法について説明する。時刻t4に
おいて、HSW信号が入力されると、位相制御手段10は位
相誤差を算出しディジタルフィルタ12に出力する。その
ときに、位相合わせ手段11は位相誤差が‘0'となるよう
に基準位相信号発生手段９の位相をずらす。すなわち、
ｂに示すように本来位相誤差が‘0'になる時刻t5とHSW
信号が入力された時刻t4の時間差を用いて、位相合わせ
手段11は次の基準位相のリーディングエッジを時刻t9か
ら時刻t8に補正する。それにしたがって、次の周期にお
いて位相誤差が‘0'になる時刻はt12からt11となる。

HSW信号のトレーリングエッジが時刻t10に位相制御手
段10に入力されると、位相誤差は時刻t12と時刻t10の差
ではなく、時刻t11と時刻t10の差となる。したがって、
位相誤差は位相合わせをすることにより小さくなってい
る。ここで、位相合わせを行なっているにもかかわらず
位相誤差が‘0'になっていないのは、時刻t4からt7まで
速度補正が行なわれるため、その影響により位相が時刻
t4で設定した値より少し進むためである。

時刻t10においても時刻t4で行なったような位相合わ
せ手段11により位相合わせを行なうと、時刻t11と時刻t
10の時間差より次の基準位相のリーディングエッジの時
刻はt13となり、基準位相信号は位相合わせを行なわな
かったときより時刻t13と時刻t14の時間差だけ位相が進
む。ここで位相合わせ手段11はスロー動作時のみその動
作を行ないノーマル再生時には動作しないが、位相引込
を速くする目的で位相合わせを行なうこともある。

時刻t15にHSW信号が入力されると時刻t13において位
相合わせを行なっているので位相誤差は‘0'となる。

次に、低域補償を行なうディジタルフィルタ12の周波
数特性を第３図に示す。第３図において、Ａはスロー動
作以外の動作におけるフィルタの特性であり、Ｂはスロ
ー動作時の特性である。ディジタルフィルタ12の特性の
切り換えは特性切り換え手段13が行なっている。

Ａは特性は通常の記録、再生においてシリンダモータ
３の低域における外乱抑制特性を最適にするようにフィ
ルタを設計したときの特性である。Ｂはスロー動作時の
ディジタルフィルタ12の特性であり、Ａの特性と比べる
とＡの折れ点周波数f1より高い周波数領域においてゲイ
ンが下がっている。これは、位相制御手段10の出力が変
化してもディジタルフィルタ12の出力はすぐに応答しな
いということである。

このことにより、キャプスタンモータ２によるテープ
１の間欠送り時に、シリンダモータ３の位相制御手段10
の出力が変化しても、ディジタルフィルタ12の特性がＢ
のように折れ点周波数f1より高い周波数領域でゲインを
低くしているのでディジタフィルタ12の出力には変化が
ほとんど現われず、シリンダモータ３の回転速度は位相
制御系の影響を受けにくくなっている。したがって、間
欠動作後のスチル動作時でのシリンダモータ３の回転速
度に変動は現われないので、テープ１とシリンダモータ
３に取り付けられた磁気ヘッド3a,3bの相対速度にも変
動が現われずに一定となる。

特性切り換え手段13は指令（たとえば、VTRの状態を
制御しているシステムコントローラの出力）に基づいて
間欠動作モードかどうかを判断し、間欠動作モードであ
ればディジタルフィルタ12の特性をＢに切り換える。ま
た、間欠動作時だけでなく、スロー動作を行なっている
期間中ディジタルフィルタの特性をＢに切り換えていて
も何等差しつかえない。

以上のように本実施例によれば、スロー動作時のシリ
ンダモータの速度制御出力の補正を行なうときに、速度
補正により発生する位相誤差出力を次の周期において位
相誤差‘0'になるように位相合わせを行なうと同時に、
位相系の低域補償フィルタの特性を変えることにより位
相制御による回転速度への影響を受けにくくしているの
で、スロー時の再生画面が横揺れを起こさないようにす
ることができる。また、位相系を切っていないので色ず
れをおこすこともない。さらに、スローモードからノー
マルモードへの移行も再生画面を乱すことなくスムーズ
に行なうことができる。

なお、本実施例において速度制御，位相制御，テープ
送り制御手段については詳しい動作説明を行なわなかっ
たが、たとえば「橋本他『VTRの信号処理および制御用I
C』p181〜p196,池田他『VHS方式２−６フィールドスロ
ーVTR』p29〜p38〔ナショナルテクニカルポート（Natio
nal Techical Report）Vol28 No.3 June 1982〕」に
記載されているような方法を用いれば実現できる。

また、マイクロプロセッサを用いてソフトウェアによ
り上記手段を実現することもできる。

発明の効果 以上のように本発明は、磁気テープを走行駆動するキ
ャプスタンモータと、前記磁気テープに記録された信号
を再生すべく回転ヘッドを回転駆動するシリンダモータ
と、前記シリンダモータの回転速度を一定にすべく制御
する速度制御手段と、前記シリンダモータの回転位相の
基準となる基準位相信号を発生する基準位相信号発生手
段と、前記シリンダモータの回転位相信号と前記基準位
相信号発生手段の出力する基準位相信号との差を一定に
すべく制御する位相制御手段と、前記位相制御手段の出
力を低域補償するディジタルフィルタと、前記キャプス
タンモータを間欠的駆動する間欠駆動手段と、前記間欠
駆動手段が前記磁気テープを間欠駆動するタイミングと
同期して、前記シリンダモータに前記磁気テープの移動
速度に応じた速度の補正を前記速度制御手段に与える速
度補正手段と、前記間欠駆動動作モードの期間に前記デ
ィジタルフィルタの特性を切り換える特性切り換え手段
と、前記シリンダモータの回転位相信号により、前記基
準位相信号発生手段の基準位相信号と前記回転位相信号
との位相差をあらかじめ設定された位相差になるように
前記基準位相発生手段に基準信号の位相を変更させる位
相合わせ手段とを具備したことを特徴とするもので、ス
ロー動作時のシリンダモータの速度制御出力の補正を行
なうときに、速度補正により発生する位相誤差出力を次
の周期において位相誤差が‘0'になるように位相合わせ
を行なうと同時に、位相系の低域補償フィルタの特性を
変えることにより位相制御による回転速度への影響を受
けにくくしているので、スロー時の再生画面が横揺れを
起こさないようにすることができる。また、位相系を切
っていないので色ずれをおこすこともない。さらに、ス
ローモードからノーマルモードへの移行も再生画面を乱
すことなくスムーズに行なうことができるというきわめ
て大なる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディジタルサーボ装
置のブロックダイアグラム、第２図は第１図の動作を説
明するための信号波形図、第３図はディジタルフィルタ
の特性図である。 ２……キャプスタンモータ、３……シリンダモータ、４
……コントロールヘッド、５……テープ送り制御手段、
6,14……駆動回路、７……速度補正手段、８……速度制
御手段、９……基準位相信号発生手段、10……位相制御
手段、12……ディジタルフィルタ、13……特性切り換え
手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気テープを走行駆動するキャプスタンモ
   ータと、前記磁気テープに記録された信号を再生すべく
   回転ヘッドを回転駆動するシリンダモータと、前記シリ
   ンダモータの回転速度を一定にすべく制御する速度制御
   手段と、前記シリンダモータの回転位相の基準となる基
   準位相信号を発生する基準位相信号発生手段と、前記シ
   リンダモータの回転位相信号と前記基準位相信号発生手
   段の出力する基準位相信号との差を一定にすべく制御す
   る位相制御手段と、前記位相制御手段の出力を低域補償
   するディジタルフィルタと、前記キャプスタンモータを
   間欠的駆動する間欠駆動手段と、前記間欠駆動手段が前
   記磁気テープを間欠駆動するタイミングと同期して、前
   記シリンダモータに前記磁気テープの移動速度に応じた
   速度の補正を前記速度制御手段に与える速度補正手段
   と、前記間欠駆動動作モードの期間に前記ディジタルフ
   ィルタの特性を切り換える特性切り換え手段と、前記シ
   リンダモータの回転位相信号により、前記基準位相信号
   発生手段の基準位相信号と前記回転位相信号との位相差
   をあらかじめ設定された位相差になるように前記基準位
   相発生手段に基準信号の位相を変更させる位相合わせ手
   段とを具備したことを特徴とするディジタルサーボ装
   置。
2. 【請求項２】積分項と比例項からなるディジタルフィル
   タの特性の比例項のゲインを切り換えることにより前記
   ディジタルフィルタの特性を切り換えることを特徴とす
   る請求項（１）記載のディジタルサーボ装置。