JP2506915B2 - 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位相制御手段の出力
を位相誤差が‘0'である出力にするとともに前記シリン
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
制御手段の出力を位相誤差が‘0'である出力にするとと
もに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、HSW
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（後縁）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
を合わせるとともに位相合わせを行っている期間位相制
御手段10の出力を位相誤差が‘0'である出力にする位相
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、14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
波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は位相に遅らせるよ
うな誤差信号、すなわちｈの波線のような誤差信号を出
力するが、間欠送りによる位相合わせを行なうので位相
誤差が‘0'の誤差出力を出力する。そして、この誤差出
力が低域補償用のディジタルフィルタ12に入力される
が、入力値が‘0'であるのでディジタルフィルタ12の出
力は変化しない。

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
誤差として‘0'を出力し、速度補正への位相系の影響を
なくしているが速度補正することによりａの基準位相信
号とｃのHSW信号の位相はずれてしまい、次のHSW信号が
入力された時点で位相誤差を発生し、揺れ戻しという現
象を生じる。

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ともに
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'
になるように位相合わせするとともに、テープ１の間欠
送り時に位相誤差を生じても‘0'とすることにより、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'であり、また駆動回路13の入力信号であるディジタ
ルフィルタ12の出力も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には‘0'の位相誤
差を出力する。そのときに、位相合わせ手段11は算出し
た位相誤差が‘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（前縁）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
てもディジタルフィルタ12への位相誤差出力は位相合わ
せを行なうので‘0'である。

位相合わせ手段11により時刻t10でも時刻t4で行なっ
たような位相合わせを行なうと、時刻t11と時刻t10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t1
3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。時
刻t15においては位相合わせを行なわないので位相制御
手段10は得られた位相誤差をディジタルフィルタ12へ出
力するが、ここでは時刻t10での位相合わせにより位相
誤差が‘0'となっているのでディジタルフィルタ12の出
力は変化しない。その結果、位相系の影響は現れない。

次に、第３図は低域補償を行なうディジタルフィルタ
12の一実施例であり、その周波数特性を第３図（ａ）
に、ブロック図を第３図（ｂ）に示す。第３図（ａ）の
（ｓ）は積分特性を、（ｐ）は比例特性を表している。
ディジタルフィルタ12の特性としては積分特性と比例特
性の合成であらわされる。第３図（ｂ）はディジタルフ
ィルタ12を実現するためのブロック図であり、G1はフィ
ルタのゲインであり、G2はフィルタの折れ点f1を決める
定数である。なお、第３図（ｂ）のZ^-1はサンプル遅延
をあらわす。

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３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、位相制御手段10は位相誤差が‘0'の出力をディジタ
ルフィルタ12に出力するため、位相制御による回転速度
への影響が出ないので、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、例えば「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）Vol 128 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位
相制御手段の出力を位相誤差が‘0'である出力にすると
ともに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、位相制御手段10は位相誤差が‘0'の
出力をディジタルフィルタ12に出力するため、位相制御
による回転速度への影響が出ないので、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（ａ），（ｂ）はディ
ジタルフィルタの特性図とその構成図である。 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、
6,13……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。

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位相制御手段
   の出力を位相誤差が‘0'である出力にするとともに前記
   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】積分項と比例項の合成によりディジタルフ
   ィルタが構成され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。