JP2506916B2 - 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っていないため速度制御のみで行
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
を生じる。また、位相制御を行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
の動作を停止させ前の出力を保持させるとともに前記シ
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うときに、位相制
御手段が誤差出力をディジタルフィルタに出力しても、
ディジタルフィルタの動作を停止させ前のフィルタリン
グ出力を保持するよう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
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わ行っている期間ディジ
タルフィルタ12（後述）の動作を停止させ、前のフィル
タリング出力を保持さ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
を行うとともに前記位相合わせ手段11によりフィルタの
動作を停止する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信号波形であるととも
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により進ん
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のような誤差信号をディジ
タルフィルタ12へ出力するが、間欠送りによる位相合わ
せを行うので位低域補償用のディジタルフィルタ12はフ
ィルタリングの動作を行わずに前の出力を保持したまま
である。したがって、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ｅのよう
に減少するので、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が出力
する位相誤差についてはディジタルフィルタ12の動作を
停止し、その出力を保持することにより位相誤差は‘0'
と同じになるので、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ディジタルフィルタ12の動作
を停止させ、前の出力を保持させることにより、位相誤
差が‘0'と同じ状態にしている。その結果、スチル動作
に移行したときの駆動回路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
誤差を算出してディジタルフィルタ12に位相誤差を出力
するがディジタルフィルタ12は動作を停止しており、前
の出力を保持しているので位相誤差出力は‘0'と同じに
なる。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の時刻差を
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において位相誤差がディジタルフィルタ1
2へ出力されるディジタルフィルタ12は動作を停止して
おり、前の出力を保持しているので位相誤差出力は‘0'
と同じになる。

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t13
となり、基準位相信号は位相合わせを行わなかったとき
より時刻t13と時刻t14の時間差だけ位相が進む。

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わないのでディジタルフ
ィルタ12は正規の動作を行うが位相制御手段10により得
られた位相誤差は時刻t10での位相合わせにより、‘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、駆動出力には位相系の影響は現われな
い。

次に、第３図は低域補償を行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１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うと同時に、
ディジタルフィルタ12は動作を停止し前の出力を保持す
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 レポート
（National Techical Report）Vol 28 No.3 June 19
82〕」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動作を停止させ前の出力を保持させ
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
わせを行うと同時に、ディジタルフィルタ12は動作を停
止し前の出力を保持するため、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うことができるというきわめて
大なる結果を奏する。

【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
置のプ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ディジタルフ
   ィルタの動作を停止させ前の出力を保持させるとともに
   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。