JP2517122B2

JP2517122B2 - ビデオディスク記録装置およびビデオディスク再生装置

Info

Publication number: JP2517122B2
Application number: JP1274051A
Authority: JP
Inventors: 佳也竹村; 成古宮; 坦北浦
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1996-07-24
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: JPH03135279A; US5162922A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、映像信号を複数チャンネルに分割して記録
したビデオディスク記録装置およびビデオディスク再生
装置に関するものである。

従来の技術近年、現行のテレビ方式に比べて精細度の高いワイド
な画像が表示できる高品位テレビ方式（ハイビジョン）
が提案されている。この高品位テレビ方式は現行のテレ
ビ方式に比べ５倍以上の情報量を持つため、従来のビデ
オディスクに記録しても非常に短い時間しか記録できな
い。一方、NHKにより高品位テレビ信号を帯域圧縮し衛
星放送の１チャンネルを用いて放送することが可能なMU
SE方式が開発された（二宮他:MUSE方式の開発:NHK技術
研究第39巻第２号）。この方式で高品位テレビ信号を帯
域圧縮したMUSE信号を用いればビデオディスクの記録時
間を延ばすことができる（以下MUSE信号と呼ぶ）。MUSE
方式を用いて高品位テレビ信号を帯域圧縮すれば、信号
帯域8.1MHzのアナログ信号となる。このMUSE信号の帯域
は現行のテレビ信号の約２倍である。そのため、現行の
テレビ信号を記録したビデオディスクと同じ最短記録波
長を用いれば、録再時の線速度は約２倍必要となる。こ
れに対応するには、最内周の半径を大きくするか、ディ
スクの回転数を高くしなければならない。最内周の半径
を大きくすれば、ディスクに記録できる時間が短くなっ
てしまう。また、ディスクの回転数を高くすれば、ディ
スクを回転させるモーターの負担が大きくなる。光学式
のビデオディスクでは、録再時にレーザー光をディスク
上のトラックに沿って焦点を結ぶように制御を行ってい
るが、回転数が高くなれば制御系の帯域を広くしなけれ
ばならないため、制御が不安定になりやすい。

発明が解決しようとする課題 MUSE信号を複数チャンネルに分割し並列に記録するこ
とにより線速度を低減させることができる。チャンネル
分割記録方式では、映像信号の分割点と合成点を一致さ
せなければならない。そのため、記録時および再生時に
映像信号と同期をとる必要がある。記録時には、入力の
MUSE信号を用いて同期をとることができるが、再生時に
は、再生信号から同期をとらなければならない。再生時
に同期をとるため、新たに同期信号を付加することが従
来行なわれている。このため、映像信号の一部を同期信
号に置き換えるか、映像信号の時間軸を圧縮し同期信号
を挿入するかの方法がとられる。同期信号に置き換える
場合、映像信号の一部が欠落する。また、同期信号を挿
入するため映像信号の時間軸を圧縮すれば、信号帯域が
広くなる。

一方、チャンネル分割記録方式では、時間軸の伸長、
圧縮を行なうため、映像信号を一旦ディジタル信号に変
換しメモリ蓄積することが必要である。しかし、MUSE信
号はサンプル値をアナログ伝送する方式であるため、同
じ周波数でサンプリングする場合サンプリングの位相を
厳密に合わせる必要がある。サンプリングの位相を合わ
せるには、位相誤差を検出できる同期信号が必要とな
り、その処理回路は複雑となる。また、MUSE信号のサン
プリング周波数より高い周波数でサンプリングすればサ
ンプリング位相を合わせる必要はないが、メモリに蓄積
するデーター量が増大する。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、ディス
クの回転数を低下させ、MUSE信号のサンプリング位相に
合わせてチャンネルの合成が容易にできるビデオディス
クおよびその記録再生装置を提供することを目的として
いる。

課題を解決するための手段本発明は、前記課題を解決するために、MUSE信号から
フレーム同期信号、ライン同期信号を検出する同期検出
回路と、これらの同期信号からチャンネル分割点を示す
チャンネル切り換え信号を発生する切り換え信号発生回
路と、MUSE信号を記憶するメモリと、チャンネル切り換
え信号に基づきMUSE信号をチャンネル分割点で１フレー
ム毎に２つのチャンネルに分割してメモリから読み出す
メモリコントロール回路とを具備することを特徴とする
ビデオディスク記録装置を用いて、各チャンネルに対応
した光変調器で変調された光ビームをディスク原盤上の
２つのトラックへ照射することによりMUSE信号をビデオ
ディスク原盤に記録する。

このようにして記録したビデオディスクを再生する場
合に、ビデオディスク上の２つのトラックにそれぞれ再
生用レーザー光を照射し、各トラックからの反射光を受
光する光検出器と、各チャンネルの再生信号からフレー
ム同期信号，ライン同期信号を検出する同期検出回路
と、各チャンネル毎に、検出した同期信号に基づき１フ
レームの再生信号を記憶するメモリと、各チャンネルの
メモリからチャンネル分割点に対応したチャンネル合成
点で切り換えて順次読み出すメモリコントロール回路を
具備することを特徴とするビデオディスク再生装置を用
いてMUSE信号を再生する。

作用 MUSE方式において、同期信号は１フレームで完結して
いる。本発明では、MUSE信号を１フレーム毎に２チャン
ネルに分割するため、各チャンネルの信号での同期信号
の形式をMUSE信号と同じにすることができる。そのた
め、同期検出方法もMUSE信号と同じにでき、サンプリン
グの位相を正確に合わせることが容易である。また、同
期検出回路もMUSEデコーダと同じ回路が使用できるた
め、共通のICを製作すれば、コストの低減も可能であ
る。

このようにして、映像信号を２チャンネルに分けて記
録，再生することにより、各チャンネルでの信号帯域は
元の信号の半分となる。そのため、最短記録波長が同じ
でも線速度を半分にすることができる。

実施例以下本発明の一実施例について説明する。

本実施例では、映像信号としてMUSE信号を使用する。
MUSE方式には、多くの技術が使用されているが、主要な
要素技術として、動き補正をしたハイビジョン信号を多
重サブサンプルし、サンプル値をアナログ伝送する方式
がある。このようなサンプル値伝送ではデコード時に正
確なリサンプルタイミングが必要である。サンプリング
の位相を合わせるため、位相誤差を検出できる同期信号
が付加されている。第３図にMUSE信号の伝送形式を示
す。MUSE信号では、１ラインを480点に標本化する。第
３図のようにサンプル番号を１〜480とすれば、HDに12
サンプル、Ｃに94サンプル、Ｙに374サンプルを割り当
てる。垂直方向にはフレームパルスが多重されるライン
を1,2とし、1125まである。MUSE方式では、フレームパ
ルスとHDを用いて同期を再生する。第４図にフレームパ
ルス波形を示す。フレームパルスはライン間で反転した
波形になっており、ライン間の相関をとることによりフ
レームパルスを検出する。フレームパルスの位置からHD
波形を挿入した位置を求める。第５図にHD波形を示す。
HD波形は1H毎に反転してサンプル６で立ち上りか立ち下
りでありこのレベルは128/256である。ただし、ライン
反転はフレームでリセットし、ライン３のHDは立ち下が
りになるようにする。そこでこの点を基準としてサンプ
ル４と８の和の平均値を求め、サンプル６の値との差を
とる。この値が1H毎の位相誤差である。この位相誤差が
０となるようにクロックの位相を変化させることにより
サンプルタイミングを合わせることができる。また、MU
SE方式の同期信号は、正極性同期となっている。そのた
め、ビデオディスクなどの記録メディアでは、一定周波
数のパイロット信号を周波数多重して記録し、再生時に
パイロット信号の周波数が一定となるようにディスクの
回転を制御している。

次に、MUSE信号をディスク原盤に記録するための記録
装置の実施例について説明する。第１図は本実施例にお
けるディスク記録装置の構成を示すブロック図である。
第１図において、１は入力端、５はメモリコントロール
回路、12はパイロット信号発生回路、16,17は光変調
器、20はディスク原盤、27は同期検出回路、28は切り換
え信号発生回路である。

高品位テレビ信号をMUSEエンコーダにより帯域圧縮し
てMUSE信号に変換した後、入力端１に加える。入力した
MUSE信号ａは、アンプ２で増幅を行い、ローパスフィル
タ３で不要成分を除去し、A/D変換器４でディジタル信
号に変換する。同期検出回路27はディジタル化したMUSE
信号ｂからフレーム同期信号，ライン同期信号を検出す
る。切り換え信号発生回路28はこれらの同期信号からチ
ャンネル分割点を示すチャンネル切り換え信号を１フレ
ーム毎に発生する。このチャンネル分割点の位置は、フ
レーム内でどこに決めてもよい。例えば、1125ラインの
クランプレベル部の１点にすれば、常に一定レベルであ
るため、チャンネル分割、合成の処理が乱れた場合でも
その影響を少なくできる。メモリコントロール回路５は
チャンネル切り換え信号に基づきMUSE信号ｂをチャンネ
ル分割点で１フレーム毎に２つのチャンネルに分割して
メモリ6,メモリ７に切り換えて順次書き込んでいく。メ
モリ6,メモリ７はMUSE信号の１フレーム分のデータを記
憶することができるフレームメモリである。２つのメモ
リは、メモリコントロール回路５からのコントロール信
号に従い１フレーム毎に送られてくる各画素のデータを
順に書き込みながら、書き込みの半分の周波数で時間軸
を２倍に伸長して各画素のデータを読み出していく。D/
A変換器８は、メモリ６から読み出したデータをアナロ
グ信号に変換する。この時間軸伸長されたMUSE信号ｃを
FM変調器10で変調し、波形整形回路14で矩形波に変換し
た後、記録信号ｄとして光変調器16に入力する。同様
に、D/A変換器９は、メモリ７から読み出したデータを
アナログ信号に変換する。この時間軸伸長されたMUSE信
号ｅをFM変調器11で変調し、多重回路13へ加える。多重
回路13は、このFM変調波にパイロット信号発生回路12で
発生したパイロット信号を周波数多重し、多重信号ｆと
する。波形整形回路15で矩形波に変換した後、記録信号
ｇとして光変調器17に入力する。アルゴンレーザー18で
発振したレーザー光は、光学部品22,23,24で２本のレー
ザー光に分けられ、それぞれ光変調器16、光変調器17を
通る。光変調器16、光変調器17は、それぞれ記録信号
ｄ、記録信号ｇに従いレーザー光の強度を変調する。光
学部品25,26は各光変調器を通過したレーザー光を１本
のレーザー光に合成する。ミラー18,対物レンズ19は合
成したレーザー光が、ディスク原盤20の目的とする位置
に焦点を結ぶように制御を行う。これにより、ディスク
原盤20の上にそれぞれ光変調器16,光変調器17で強度変
調した２つのレーザー光のスポットを形成する。モータ
ー21はディスク原盤20を回転させ、２つのスポットで２
本のトラックを記録していく。

このようなディスク原盤から再生用のビデオディスク
を作成する方法は、従来のビデオディスクと同様である
ため説明を省略する。

次に以上のようにしてMUSE信号を記録したビデオディ
スクを再生する再生装置について説明する。

第２図は本実施例におけるディスク再生装置の構成を
示すブロック図である。第２図において、40はビデオデ
ィスク、42は半導体レーザー、45は光検出器、54はバン
ドパスフィルタ、58はクロック再生回路、52,57はメモ
リ、59はメモリコントロール回路、69,70は同期検出回
路、64は位相比較回路、65はモーターサーボである。

ビデオディスク40をモーター66で回転させる。半導体
レーザー42は２つの再生用レーザー光を発光する。再生
用レーザー光は、対物レンズ41によりディスク上に絞ら
れる。対物レンズ41は、再生用レーザー光のスポットを
それぞれのトラックに沿うように制御する。光学部品4
3,44は半導体レーザー42から照射したレーザー光とディ
スクから反射したレーザー光とを分離し、反射光を光検
出器45に入射させる。光検出器45は２つのトラックから
の反射光を受光し、光電変換した後、それぞれのプリア
ンプに出力する。パイロット信号を含まないトラックか
ら再生した再生信号ｊは、プリアンプ46で増幅し、イコ
ライザー48で等化し、FM復調器50で復調しMUSE信号１と
する。同様に、パイロット信号を多重して記録したトラ
ックから再生した再生信号ｋは、プリアンプ47で増幅
し、イコライザー49で等化し、ハイパスフィルタ53およ
びバンドパスフィルタ54へ加える。この再生信号ｋに
は、FM変調信号にパイロット信号が多重されているた
め、ハイパスフィルタ58でFM変調信号を抽出し、バンド
パスフィルタ54でパイロット信号ｐを抽出する。抽出し
たFM変調信号をFM復調器55で復調しMUSE信号ｍとする。
クロック再生回路58は、抽出したパイロット信号ｐから
時間軸伸長して記録したMUSE信号の画素に対応するクロ
ックｎを発生する。A/D変換器51はクロックｎにより復
調したMUSE信号１をディジタル信号に変換し、メモリ52
へ書き込む。同期検出回路69は、MUSE信号１からフレー
ム同期信号，ライン同期信号を検出する。同様に、A/D
変換器56はクロックｎにより復調したMUSE信号ｍをディ
ジタル信号に変換し、メモリ57へ書き込む。同期検出回
路70は、MUSE信号ｍからフレーム同期信号，ライン同期
信号を検出する。また、基準クロック発生回路62は元の
MUSE信号の画素に対応するクロックｏを発生する。メモ
リコントロール回路59は、各チャンネル毎に検出した同
期信号に基づき１フレーム毎にメモリ52,57へ書き込む
ように制御する。各チャンネルのメモリからチャンネル
分割点に対応したチャンネル合成点で切り換えてクロッ
クｏに従って順次読み出す。D/A変換器60は読み出したM
USE信号のデータをアナログ信号に変換し、増幅器61で
増幅し、出力端67から出力する。

出力したMUSE信号は、MUSEデコーダで再生処理を行い
高品位テレビ信号を再生する。また、基準パイロット信
号発生回路63はクロックｏからこのクロックに同期した
パイロット信号ｑを発生させる。位相比較回路64は、内
部で発生させたパイロット信号ｑと再生したパイロット
信号ｐの位相を比較し、位相誤差信号ｒを発生させる。
モーターサーボ回路65は、位相誤差信号ｒが累積しない
ようにモーターの回転数を制御する。

以上のように本実施例によれば、１フレーム毎のチャ
ンネル分割点を示すチャンネル切り換え信号に基づきMU
SE信号を１フレーム毎に２つのチャンネルに分割するた
め、各チャンネルの同期信号の形式がMUSE信号と同じに
なり、再生装置での同期検出もMUSE信号と同じにでき、
サンプリングの位相を正確に合わせることが容易にでき
る。

ビデオディスクでは画像を検索するためにトラックを
ジャンピングし新しいトラックの映像を再生することが
行なわれる。MUSE方式では、映像信号のサブサンプル位
相を２フレーム周期に選んでいる。そのため、第３図に
示すコントロール信号に各フィールド毎のサンプル位相
を記録している。ジャンピングした場合でも映像信号の
サブサンプル位相を連続させるためには、ディスク再生
装置内でコントロール信号を複合しサンプル位相を検出
する必要がある。またコントロール信号は１つ前のフィ
ールドに配置されているため、最初のフィールドコント
ロール信号は再生できない。しかし本実施例によれば、
２つのトラックに再生用レーザー光をそれぞれ照射して
信号を再生するため、各チャンネルで再生するフレーム
は一定である。そのため、常に一方のチャンネルから再
生するように決めておけば、映像信号のサブサンプル位
相を連続させることができる。この場合の実施例を第６
図に示す。第６図において、メモリ部以外の構成は第２
図に示した再生装置と同様であるため省略している。

第２図での説明と同様にして、再生したMUSE信号１を
メモリ52に書き込み、MUSE信号ｍをメモリ57に書き込
む。例えば、MUSE信号１が１番目のフレームの信号であ
ればMUSE信号ｍが２番目のフレームの信号となる。この
順序は記録時に決めておけばよい。ジャンピングした場
合でも常にMUSE信号１から再生するため、最初のフィー
ルドのサンプル位相は常に同じになる。このフィールド
のコントロール信号をあらかじめ決めておくことができ
る。サブサンプル位相以外のデータは、前画面との相関
がないため、動きがないものとして設定することができ
る。メモリ71にこのコントロール信号を書き込んでお
く。例えばジャンピングを行った場合、メモリコントロ
ール回路59は新しい信号が再生されるまで、メモリ52,5
7のデータを繰り返し使用する。新しい再生信号をメモ
リ52,57に書き込むと、繰り返し再生している最後のフ
ィールドにあるコントロール信号の位置に対応させてメ
モリ71のコントロール信号を読み出す。続けて新しいフ
ィールドの信号を読み出すことにより、サブサンプル位
相を連続させることができる。

さらに本実施例によれば、再生用レーザー光を各トラ
ックに同時に照射して２チャンネルの信号を再生するた
め、各チャンネルで発生する時間軸の変動はほぼ等しく
なる。そのため、片方のチャンネルに多重して記録した
パイロット信号から再生したクロックを用いて、復調し
た２つのチャンネルの再生信号をメモリに書き込み、基
準クロックでメモリから読み出すことにより、時間軸伸
長して記録したMUSE信号を時間軸圧縮しもとのMUSE信号
に変換するのと同時に、再生信号に含まれる時間軸変動
（ジッター）を除去することができる。定常的な時間軸
の変動はパイロット信号の位相誤差信号が小さくなるよ
うにモーターの回転数を制御することにより除去するこ
とができる。

なお、本実施例では、２チャンネル分割したMUSE信号
をディスクの片面に２本のトラックを用いて記録した
が、本発明は、ディスク上でのフォーマットに関わらず
利用できるものである。

発明の効果以上のように本発明によれば、MUSE信号を１フレーム
毎に２チャンネルに分割するため、各チャンネルの同期
信号の形式をMUSE信号と同じにすることができる。その
ため、同期検出方法もMUSE信号と同じにでき、サンプリ
ングの位相を正確に合わせることが容易である。また、
同期検出回路もMUSEデコーダと同じ回路が使用できるた
め、共通のICを製作すれば、コストの低減も可能であ
り、その実用的効果は大きい。

【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スク記録装置の
ブロック構成図、第２図は本発明の一実施例におけるデ
ィスク再生装置のブロック構成図、第３図はMUSE信号の
伝送形式の説明図、第４図はフレームパルス波形の模式
図、第５図はHD波形の模式図、第６図は本発明の一実施
例におけるディスク再生装置のメモリ部分のブロック構
成図である。１……入力端、５……メモリコントロール回路、12……
パイロット信号発生回路、16,17……光変調器、20……
ディスク原盤、27……同期検出回路、28……切り換え信
号発生回路、40……ビデオディスク、42……半導体レー
ザー、45……光検出器、58……クロック再生回路、52,5
7,71……メモリ、59……メモリコントロール回路、64…
…位相比較回路、65……モーターサーボ、69,70……同
期検出回路。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】MUSE方式で帯域圧縮されたハイビジョン信
号をビデオディスク原盤に記録する装置であって、前記
ハイビジョン信号からフレーム同期信号，ライン同期信
号を検出する同期検出回路と、これらの同期信号からチ
ャンネル分割点を示すチャンネル切り換え信号を発生す
る切り換え信号発生回路と、前記ハイビジョン信号を記
憶するメモリと、チャンネル切り換え信号に基づき前記
ハイビジョン信号をチャンネル分割点で１フレーム毎に
２つのチャンネルに分割してメモリから読み出すメモリ
コントロール回路とを具備することを特徴とするビデオ
ディスク記録装置。
【請求項２】MUSE方式で帯域圧縮されたハイビジョン信
号を記録したビデオディスクを再生する装置であって、
ビデオディスク上の２つのトラックにそれぞれ再生用レ
ーザー光を照射し、各トラックからの反射光を受光する
光検出器と、各チャンネルの再生信号からフレーム同期
信号，ライン同期信号を検出する同期検出回路と、各チ
ャンネル毎に、検出した同期信号に基づき少なくとも１
フレームの再生信号を記憶するメモリと、各チャンネル
のメモリからチャンネル分割点に対応したチャンネル合
成点で切り換えて順次読み出すメモリコントロール回路
とを具備することを特徴とするビデオディスク再生装
置。
【請求項３】２チャンネル分割したMUSE方式で帯域圧縮
されたハイビジョン信号の１組のフレームのうち最初の
フィールドのサブサンプル位相を表すコントロール信号
を記録したメモリを具備することを特徴とする請求項
（２）記載のビデオディスク再生装置。