JP2656389B2 - Position control device for movable head in magnetic recording / reproducing device - Google Patents

Position control device for movable head in magnetic recording / reproducing device

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JP2656389B2
JP2656389B2 JP3017443A JP1744391A JP2656389B2 JP 2656389 B2 JP2656389 B2 JP 2656389B2 JP 3017443 A JP3017443 A JP 3017443A JP 1744391 A JP1744391 A JP 1744391A JP 2656389 B2 JP2656389 B2 JP 2656389B2
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actuator
movable head
magnetic
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雅人 長沢
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  • Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオテープレコー
ダ、ディジタルオーディオテープレコーダなどのよう
に、回転ドラム内に可動ヘッドを備えた磁気記録再生装
置に関し、詳しくは可動ヘッドの位置制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic recording and reproducing apparatus having a movable head in a rotating drum, such as a video tape recorder and a digital audio tape recorder, and more particularly to a position control apparatus for a movable head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のヘッド構造 図27は従来の磁気記録再生装置の主要部を示す断面
図、図28は台座を取り除いた図27の28−28線矢
視図である。
Sectional view showing a main part of the Prior Art] The conventional head structure diagram 27 conventional magnetic recording and reproducing apparatus, FIG. 28 is a 28-28 taken along line diagram of Figure 27 by removing the seat.

【0003】図において、(1)は固定ドラム、(2)
はこの固定ドラムに取り付けられた軸受、(3)はこの
軸受(2)に支承されて回転する回転軸、(4)はこの
回転軸(3)の一端に嵌着された台座、(5)はこの台
座(4)にネジ(6)を用いて取り付けられた回転ドラ
ム、(7)は回転ドラム(5)にネジ(8)を用いて取
り付けられたアクチュエータ、(9)は固定ドラム
(1)に取り付けられた下トランス、(10)は台座
(4)に取付けられた上トランス、(11)は回転ドラ
ム(5)に取付けられた配線板、(12)はアクチュエ
ータ(7)に制御電流を供給するための回転しない接触
子、(13)は接触子(12)と摺接するように台座
(4)の一部に設けた回転する電極、(14)は接続部
で、この電極(13)から接続部(15)及び配線板
(11)を経由してアクチュエータ(7)に電気接続す
る、(16)はアクチュエータ(7)に取り付けられて
いる磁気ヘッド(以下、「可動ヘッド」という)であ
り、接続部(17)、配線板(11)、接続部(15)
を経てアクチュエータ制御部に電気的に接続されてい
る。(18)はアクチュエータ(7)を収納するため回
転ドラム(5)の一部に設けた凹所であり、可動ヘッド
(16)の位置調整ができるようにアクチュエータ
(7)より大きく形成されている。(19)は可動ヘッ
ド(16)の位置調整のための複数の位置調整用孔、
(20)は磁気テープで、固定ドラム(1)及び回転ド
ラム(5)の外周面に巻きつけられて走行し、可動ヘッ
ド(16)と摺接する。
In the figure, (1) is a fixed drum, (2)
Is a bearing mounted on the fixed drum, (3) is a rotating shaft supported and rotated by the bearing (2), (4) is a pedestal fitted to one end of the rotating shaft (3), (5) Is a rotary drum mounted on the pedestal (4) using screws (6), (7) is an actuator mounted on the rotary drum (5) using screws (8), and (9) is a fixed drum (1). ), An upper transformer mounted on a pedestal (4), (11) a wiring board mounted on a rotating drum (5), (12) a control current to an actuator (7). (13) is a rotating electrode provided on a part of the pedestal (4) so as to be in sliding contact with the contact (12), and (14) is a connecting portion, ) Through the connection part (15) and the wiring board (11) (16) is a magnetic head (hereinafter, referred to as a "movable head") attached to the actuator (7), and is electrically connected to the actuator (7). Department (15)
And is electrically connected to the actuator control unit. (18) is a recess provided in a part of the rotary drum (5) for accommodating the actuator (7), and is formed larger than the actuator (7) so that the position of the movable head (16) can be adjusted. . (19) a plurality of position adjusting holes for adjusting the position of the movable head (16);
Reference numeral (20) denotes a magnetic tape, which is wound around the outer peripheral surfaces of the fixed drum (1) and the rotating drum (5), travels, and comes into sliding contact with the movable head (16).

【0004】図29はアクチュエータ(7)の平面図、
図30は図29の30−30線矢視断面図、図31は図
29の31−31矢視側面図で、(21)は磁性材料か
らなる第1ヨーク、(22)は第1ヨーク(21)に固
着された柱状の第1永久磁石、(23)は内周の一部に
凸形状部(23b)を有していて第1ヨーク(21)に
取付けられた磁性材料からなる第2ヨーク、(24)は
第2ヨーク(23)に取付けられた磁性材料からなる第
3ヨーク、(25)は第1永久磁石(22)と同一の磁
極を対向させて第3ヨーク(24)に固着された柱状の
第2永久磁石、(26)は第2永久磁石(25)と第1
永久磁石(22)の間にあって、いずれか一方に固着さ
れた磁性材料からなるポールピース、(27)は薄板の
非磁性材料からなる板バネであって、第1ヨーク(2
1)と第2ヨーク(23)で周縁が挟持されて保持され
るとともに、その延在部(27a)が第1ヨーク(2
1)及び第2ヨーク(23)に設けられている窓(21
a)、(23a)を通って外方に突出しており、その先
端に可動ヘッド(16)が取付けられている。(28)
は薄板の非磁性材料からなる板バネで、第2ヨーク(2
3)と第3ヨーク(24)で挟持されて保持されてい
る。(29)は板バネ(27)、(28)にそれぞれ保
持されている固定部材、(30)はボビンで、内周が第
1永久磁石(22)、第2永久磁石(25)及びポール
ピース(26)の外周との間にギャップを有する位置に
おいて固定部材(29)に接着剤(32)を用いて固着
されている。(31)はこのボビン(30)に巻回され
た被覆材を有する電線からなるコイルで、第2ヨーク
(23)の凸形状部(23b)との間で形成されている
環状のギャップ(G)内に保持されている。
FIG. 29 is a plan view of an actuator (7),
30 is a sectional view taken along line 30-30 of FIG. 29, FIG. 31 is a side view taken along line 31-31 of FIG. 29, (21) is a first yoke made of a magnetic material, and (22) is a first yoke ( The columnar first permanent magnet fixed to 21), the second permanent magnet (23) has a convex portion (23b) on a part of the inner periphery and is made of a magnetic material attached to the first yoke (21). The yoke, (24) is a third yoke made of a magnetic material attached to the second yoke (23), and (25) is directed to the third yoke (24) with the same magnetic pole as the first permanent magnet (22). The fixed columnar second permanent magnet, (26) is the second permanent magnet (25) and the first permanent magnet.
A pole piece made of a magnetic material fixed to one of the permanent magnets (22), and (27) a leaf spring made of a thin non-magnetic material, the first yoke (2
1) and the second yoke (23), the periphery of which is held between the first yoke (2) and the extension (27a).
1) and a window (21) provided in the second yoke (23).
The movable head (16) is attached to the distal end of the movable head (16). (28)
Is a leaf spring made of a thin non-magnetic material, and a second yoke (2)
3) and the third yoke (24). (29) is a fixing member held by each of the leaf springs (27) and (28), and (30) is a bobbin, the inner periphery of which is a first permanent magnet (22), a second permanent magnet (25), and a pole piece. At a position having a gap with the outer periphery of (26), it is fixed to the fixing member (29) using an adhesive (32). Numeral (31) is a coil made of an electric wire having a coating material wound around the bobbin (30), and has an annular gap (G) formed between the second yoke (23) and the convex portion (23b). ) Is held inside.

【0005】図32は、回転ドラム(5)に搭載されて
いる磁気ヘッドを、現行VHSフォーマットに基づいた
磁気テープ装置の場合についてみたもので、可動ヘッド
(16)は、特殊再生モード(記録されている映像情報
を早送りしたり、スロー再生したりするモード)専用の
一対の磁気ヘッドとして用いられる。(35)はビデオ
テープに長時間の映像情報を録画するため、狭いトラッ
ク幅の長時間モード用の一対のEPヘッド、(36)
は、通常の映像情報を録再用のトラック幅の広い一対の
SPビデオヘッド、(37)はオーディオ情報を録再す
るための一対のオーディオヘッド、(38)は、つなぎ
録りの時に記録トラックを1本づつ消去するためのFE
ヘッドである。
FIG. 32 shows the magnetic head mounted on the rotary drum (5) in the case of a magnetic tape device based on the current VHS format. The movable head (16) is in a special reproduction mode (recording mode). This mode is used as a pair of magnetic heads dedicated to fast-forwarding or slow-reproducing video information. (35) a pair of EP heads for a long time mode with a narrow track width for recording long-time video information on a video tape;
Is a pair of SP video heads having a wide track width for recording / reproducing normal video information, (37) is a pair of audio heads for recording / reproducing audio information, and (38) is a recording track for continuous recording. FE to delete one by one
Head.

【0006】従来の制御系 図33は従来の制御系のブロック回路図、図34はこの
従来例の磁界発生装置の配設位置を示す斜視図である。
図において、(40)は可動ヘッド(16)に周波数の
異なる2つの磁界Bf1,Bf2をあたえる交流磁界発生装
置であって、この交流磁界発生装置(40)は磁気テー
プ(20)が巻き付けられていない側の回転ドラム
(5)と固定ドラム(1)の外周面に沿う位置に配設さ
れており、その位置は調整可能に構成されている。この
交流磁界発生装置(39)は回転ドラム(5)の軸方向
に2つの交流磁界発生コイル(45),(45a)が回
転軸方向に配列されており、それぞれ異なった周波数f
1 ,f2 の磁界Bf1,Bf2を発生するように構成されて
いる。(42)はf1 の成分を通過させるバンドパスフ
ィルタ、(43)はf2 の成分を通過させるバンドパス
フィルタ、(44)は差動アンプである。
Conventional control system Figure 33 is a block circuit diagram of a conventional control system, FIG. 34 is a perspective view showing an arrangement position of the magnetic field generator of the prior art.
In the figure, reference numeral (40) denotes an AC magnetic field generator for applying two magnetic fields B f1 and B f2 having different frequencies to the movable head (16). The AC magnetic field generator (40) is wound around a magnetic tape (20). It is arranged at a position along the outer peripheral surfaces of the rotating drum (5) and the fixed drum (1) on the side that is not provided, and the position is configured to be adjustable. In this AC magnetic field generator (39), two AC magnetic field generating coils (45) and (45a) are arranged in the axial direction of the rotating drum (5) in the direction of the rotating axis.
It is configured to generate magnetic fields B f1 and B f2 of 1 and f 2 . (42) is a bandpass filter that passes components of f 1, (43) bandpass filter which passes components of f 2, (44) is a differential amplifier.

【0007】図35は第2の従来例のブロック回路図で
あって(46)はコイル(45)に電流を供給するドラ
イバ、(47)は交流電圧を発生するための発振回路で
ある。(48),(49)は回転ドラム内の磁気ヘッド
との信号を受けわたしするためのロータリートランス、
(50),(51)はオーディオヘッド及びビデオヘッ
ドからの信号を増幅したり、記録電流を供給するための
録再アンプ、(52)は回転ドラム(5)内に固定され
たヘッドであるオーディオヘッド(37)から再生され
る発振コイル(45)からの電磁誘導による信号のみを
通過させるバンドパスフィルタ、(53)は可動ヘッド
(16)から再生される発振コイル(45)からの電磁
誘導による信号のみを通過させるバンドパスフィルタ、
(54)は回転ドラム(5)の1回転おきに再生される
オーディオヘッド(37)からの発振コイル(45)の
電磁誘導出力の増幅値を、ホールドするためのサンプル
ホールド回路、(55)は回転ドラム(5)の1回転お
きに再生される可動ヘッド(16)からの発振コイル
(45)の電磁誘導出力の増幅値をホールドするための
サンプルホールド回路、(56)は、サンプルホールド
回路(54),(55)の差を取るための差動アンプ、
(57)は位置固定制御ループにおける安定性を確保す
るためのローパスフィルタ等で構成されるサーボ補償回
路、(58)はアクチュエータ(7)に駆動電流を供給
するためのドライバである。
FIG. 35 is a block circuit diagram of a second conventional example, in which (46) is a driver for supplying a current to the coil (45), and (47) is an oscillation circuit for generating an AC voltage. (48) and (49) are rotary transformers for receiving signals from the magnetic head in the rotating drum,
(50) and (51) are recording / reproducing amplifiers for amplifying signals from the audio head and the video head and supplying a recording current, and (52) is an audio head fixed in the rotating drum (5). A band-pass filter that allows only a signal generated by the electromagnetic induction from the oscillation coil (45) reproduced from the head (37) to pass, and a filter (53) is formed by the electromagnetic induction from the oscillation coil (45) reproduced from the movable head (16). A band-pass filter that passes only signals,
(54) a sample and hold circuit for holding the amplified value of the electromagnetic induction output of the oscillation coil (45) from the audio head (37) reproduced every other rotation of the rotary drum (5); A sample and hold circuit for holding the amplified value of the electromagnetic induction output of the oscillation coil (45) from the movable head (16) reproduced every other rotation of the rotating drum (5); 54), a differential amplifier for taking the difference between (55),
(57) is a servo compensation circuit composed of a low-pass filter or the like for ensuring stability in the position fixing control loop, and (58) is a driver for supplying a drive current to the actuator (7).

【0008】図36は、交流磁界発生コイル(45)の
断面図で、(45C)はコイル磁束を集中させるため磁
心、(45U)は交流電流を流し磁心(45C)に交流
磁束を発生させるためのコイル、(45L)はコイル
(45U)と磁界の発生の向きが逆になっているコイ
ル、(45b)はコイル(45U)及び(45L)を収
納するためのコイルホルダ、(100)は交流磁界発生
コイル(45)を固定するための取付け部材である。図
37は交流磁界発生コイル(45)の発生磁束方向を図
示したものである。
FIG. 36 is a sectional view of an AC magnetic field generating coil (45). (45C) is a magnetic core for concentrating the coil magnetic flux, and (45U) is an AC current flowing therethrough to generate an AC magnetic flux in the magnetic core (45C). (45L) is a coil in which the direction of generation of the magnetic field is opposite to that of the coil (45U), (45b) is a coil holder for accommodating the coils (45U) and (45L), and (100) is an alternating current. A mounting member for fixing the magnetic field generating coil (45). FIG. 37 illustrates the direction of the magnetic flux generated by the AC magnetic field generating coil (45).

【0009】図38は、第3の従来例のブロック回路図
で、各々のヘッドの感度バラツキ等の影響を受けないよ
うに構成した2つの交流磁界発生コイル(45),(4
5a)を回転ドラム(5)の周方向に配設したもので、
(59)は第1の割算器で2つの交流磁束発生コイルか
らの固定ヘッド再生出力振幅の比を求めるためのもの、
(60)は第2の割算器で、2つの交流磁界発生コイル
(45),(45a)からの可動ヘッド(16)の再生
出力振幅の比を求めるためのものである。
FIG. 38 is a block circuit diagram of a third conventional example, in which two AC magnetic field generating coils (45) and (4) are constructed so as not to be affected by sensitivity variations of the respective heads.
5a) is arranged in the circumferential direction of the rotary drum (5),
(59) a first divider for determining the ratio of the fixed head reproduction output amplitude from the two AC magnetic flux generating coils;
(60) is a second divider for calculating the ratio of the reproduced output amplitude of the movable head (16) from the two AC magnetic field generating coils (45) and (45a).

【0010】アクチュエータによる磁気ヘッドの高さ調
次に、磁気ヘッドアクチュエータ(7)の動作を説明す
る。
[0010] Height adjustment of the magnetic head by the actuator
Sei Next, the operation of the magnetic head actuator (7).

【0011】第1永久磁石(22)はポールピース(2
6)、第2ヨーク(23)及び第1ヨーク(21)で作
る閉磁路により磁束Dを発生する。
The first permanent magnet (22) is a pole piece (2).
6), a magnetic flux D is generated by a closed magnetic path formed by the second yoke (23) and the first yoke (21).

【0012】同様に、第2永久磁石(25)はポールピ
ース(26)、第2ヨーク(23)及び第3ヨーク(2
4)で作る閉磁路により上記磁束Dと逆向きの磁束Eを
発生する。
Similarly, the second permanent magnet (25) includes a pole piece (26), a second yoke (23), and a third yoke (2).
The magnetic flux E in the opposite direction to the magnetic flux D is generated by the closed magnetic path created in 4).

【0013】このように発生された磁束D及び磁束Eは
ともに環状ギャップGを同一の方向に横切り、コイル
(31)に第1永久磁石(22)と第2永久磁石(2
5)の合計した磁束が横切る。
The magnetic flux D and the magnetic flux E thus generated traverse the annular gap G in the same direction, and the first permanent magnet (22) and the second permanent magnet (2)
The total magnetic flux of 5) crosses.

【0014】この状態で、コイル(31)に接触子(1
2)から電極(13)、接続部(15),(14)を経
て電流を流すと、コイル(31)とボビン(30)と可
動ヘッド(16)は一体となって上下方向軸方向に移動
する。
In this state, the contact (1) is connected to the coil (31).
When a current is passed from 2) through the electrode (13) and the connecting portions (15) and (14), the coil (31), the bobbin (30) and the movable head (16) move in the vertical axial direction as a unit. I do.

【0015】これにより、可動ヘッド(16)は磁気テ
ープ(20)の幅方向に変位し、磁気記録跡を精度よく
トレースできる。
As a result, the movable head (16) is displaced in the width direction of the magnetic tape (20), so that the magnetic recording trace can be traced accurately.

【0016】図39は磁気ヘッドアクチュエータ(7)
の駆動電流と可動ヘッド(16)の変位量の間のヒステ
リシス特性を示し、図40はこのようなヒステリシス特
性を有する磁気ヘッドアクチュエータ(7)を用いて記
録した時の磁気テープ(20)上の記録トラックパター
ンを示している。
FIG. 39 shows a magnetic head actuator (7).
FIG. 40 shows a hysteresis characteristic between the driving current of the magnetic head and the displacement amount of the movable head (16). FIG. 40 shows the state on the magnetic tape (20) when recording is performed using the magnetic head actuator (7) having such a hysteresis characteristic. 4 shows a recording track pattern.

【0017】図39、図40から明らかなように、初期
段階で磁気ヘッドアクチュエータ(7)を調整しただけ
の場合は、図39のようなヒステリシス特性により、可
動ヘッド(16)の基準位置が変化し、記録トラックT
がαだけ重なり合う。
As is apparent from FIGS. 39 and 40, when the magnetic head actuator (7) is merely adjusted in the initial stage, the reference position of the movable head (16) changes due to the hysteresis characteristic as shown in FIG. And the recording track T
Overlap by α.

【0018】可動ヘッド(16)は、交流磁界発生装置
(40)の近傍を通過するたびに交流磁界発生コイル
(45),(45a)によって形成されている磁界
f1,Bf2を検出し、その磁界の強さに比例した検出信
号を出力する。バンドパスフィルタ(42)は周波数f
1 の信号成分Sを通過させ、バンドパスフィルタ(4
3)は周波数f2 の信号成分Tを通過させる。
The movable head (16) detects the magnetic fields B f1 and B f2 formed by the alternating magnetic field generating coils (45) and (45a) each time the movable head (16) passes near the alternating magnetic field generator (40). It outputs a detection signal proportional to the strength of the magnetic field. The band pass filter (42) has a frequency f
1 through the signal component S and pass through a band-pass filter (4
3) passes the signal component T of the frequency f 2.

【0019】この2つの信号成分S、Tのレベルは、図
41に示すように、可動ヘッド(16)を回転ドラム
(5)の軸方向に移動させた時、つまり可動ヘッド(1
6)の高さ位置の変化に伴って変化する。いま、この2
つの信号成分S、Tが同じレベルとなる可動ヘッド(1
6)の高さ位置をmとし、そのときの両信号成分S、T
のレベルをlとする。減算器(44)は、この2つの信
号成分S、Tを減算してその差をとり、その差分信号を
アクチュエータ(7)にフィードバックし、その差分が
零となる方向に可動ヘッド(16)を移動させる。つま
り、図41において2つの信号成分SとTが同じレベル
となるように、すなわち可動ヘッド(16)の高さ位置
がmになるように可動ヘッド(16)を移動させる。交
流磁界発生コイル(45),(45a)の位置等を変え
ることによって2つの信号成分SとTの交点lの位置を
変えることができ、可動ヘッド(16)の高さ位置mを
変えることができるので、可動ヘッド(16)の高さの
基準位置を自由に定めることができる。
As shown in FIG. 41, the levels of these two signal components S and T are obtained when the movable head (16) is moved in the axial direction of the rotary drum (5), that is, when the movable head (1) is moved.
It changes with the change of the height position of 6). Now, this 2
The movable head (1) in which two signal components S and T have the same level
M) is the height position of 6), and both signal components S, T at that time.
Is set to l. The subtractor (44) subtracts the two signal components S and T to obtain the difference, feeds back the difference signal to the actuator (7), and moves the movable head (16) in a direction where the difference becomes zero. Move. That is, in FIG. 41, the movable head (16) is moved so that the two signal components S and T have the same level, that is, the height position of the movable head (16) is m. By changing the position and the like of the AC magnetic field generating coils (45) and (45a), the position of the intersection l of the two signal components S and T can be changed, and the height position m of the movable head (16) can be changed. Therefore, the reference position of the height of the movable head (16) can be freely determined.

【0020】なお、上記従来例では、一つの可動ヘッド
の制御について説明したが、複数の可動ヘッドを備えた
装置では、各可動ヘッドについて同様の制御動作を行う
ことによって各可動ヘッドの記録時のチャンネル間の段
差をなくすことができる。
In the above-described conventional example, control of one movable head has been described. However, in an apparatus having a plurality of movable heads, the same control operation is performed for each movable head so that each movable head can be controlled at the time of recording. Steps between channels can be eliminated.

【0021】図42に示すように、交流磁界発生コイル
(45)の2つのコイル(45U),(45L)で発生
した周波数f1 の交流磁束は、対向する部分で反発し、
上下方向に対して磁束密度の高い部分と、低い部分が形
成される。
As shown in FIG. 42, the alternating magnetic flux of frequency f 1 generated by the two coils (45U) and (45L) of the alternating magnetic field generating coil (45) repels at opposing portions,
A portion having a high magnetic flux density and a portion having a low magnetic flux density are formed in the vertical direction.

【0022】この交流磁束は、可動ヘッド(16)や、
オーディオヘッド(37)がその交流磁界内を通過した
とき再生され、ロータリートランス(48),(49)
を介して再生アンプ(50),(51)より再生され
る。この時、発振回路(47)の発振周波数f1 は、ロ
ータリートランス(48),(49)の低周波側の周波
数特性に起因する減衰周波数限界以上で、かつ交流磁界
発生コイル(45)のインダクタンスにより駆動電流が
供給しにくくなる周波数以下の周波数に選定される。一
般的には、ロータリートランス(48),(49)の減
衰周波数限界は数10KHz〜100KHzとなってお
り、例えばコイル(45U),(45L)の巻数が数百
ターンでインダクタンスによる減衰開始周波数が1MH
zあるとすると、発振周波数f1 は、例えば、100K
Hz<f1 <1MHzの間に選定される。
The alternating magnetic flux is applied to the movable head (16),
Reproduced when the audio head (37) passes through the AC magnetic field, the rotary transformers (48), (49)
Are reproduced by the reproduction amplifiers (50) and (51) via the. At this time, the oscillating frequency f 1 of the oscillating circuit (47) is equal to or higher than the attenuation frequency limit caused by the low-frequency characteristics of the rotary transformers (48) and (49), and the inductance of the AC magnetic field generating coil (45). Therefore, the frequency is selected to be lower than the frequency at which the driving current is hardly supplied. Generally, the attenuation frequency limit of the rotary transformers (48) and (49) is several tens KHz to 100 KHz. For example, when the number of turns of the coils (45U) and (45L) is several hundred turns, the attenuation start frequency due to inductance is reduced. 1MH
Assuming that there is z, the oscillation frequency f 1 is, for example, 100K
It is selected between Hz <f 1 <1 MHz.

【0023】図35において、磁気ヘッド(16),
(37)が交流磁界発生コイル(45)の近傍を通過す
る時に、再生アンプ(50),(51)から出力される
周波数f1 の再生信号の振幅は、例えば交流磁界発生コ
イル(45)の2つのコイル(45U),(45L)の
中間の位置が、オーディオヘッド(37)のヘッド高さ
位置もしくは可動ヘッド(16)の中立位置におけるヘ
ッド固定高さよりも高い位置に取り付けてある場合、可
動ヘッド(16)を上方向(デッキベースよりはなれる
方向)に動かすと、大きくなり、可動ヘッド(16)を
下方向に動かすと小さくなり、取付位置が上記と逆の場
合は再生信号の減衰方向も逆になる。いま、固定ヘッド
(オーディオヘッド)(37)からの再生信号として再
生アンプ(50)から出力される信号検出感度と、可動
ヘッド(16)からの再生信号として再生アンプ(5
1)から出力される信号検出感度とが等しいか、また
は、再生アンプ(50)または(51)のゲイン調整に
より等しくなるように調整されているものとする。再生
アンプ(50)と(51)の再生出力は、周波数f1
みを通過させるバンドパスフィルタ(52),(53)
を通されて不要なノイズが除去され、この2つの再生出
力レベルが最大になる値をサンプルホールド回路(5
4),(55)でサンプルホールドされるか、ピークホ
ールドされた後、そのレベル差が差動アンプ(56)で
取り出され、可動ヘッド(16)と固定ヘッド(37)
のヘッド段差が電圧の関数として取り出される。これ
を、ローパスフィルタ等の制御系位相補償回路(57)
に通した後、ドライバ(58)によってヘッド段差がな
くなる方向に制御ループが閉じられることによって記録
時においても可動ヘッド(16)と固定ヘッド(37)
との段差が生じないように保持される。
In FIG. 35, a magnetic head (16),
When (37) passes through the vicinity of the AC magnetic field generating coil (45), playback amplifier (50), the amplitude of the reproduction signal of the frequency f 1 output from (51), for example an AC magnetic field generating coil (45) When the intermediate position between the two coils (45U) and (45L) is mounted at a position higher than the head height position of the audio head (37) or the head fixing height at the neutral position of the movable head (16), When the head (16) is moved upward (in a direction away from the deck base), the size increases. When the movable head (16) is moved downward, the size decreases. When the mounting position is opposite to the above, the attenuation direction of the reproduction signal. Is also reversed. Now, the signal detection sensitivity output from the reproduction amplifier (50) as a reproduction signal from the fixed head (audio head) (37), and the reproduction amplifier (5) as a reproduction signal from the movable head (16).
It is assumed that the signal detection sensitivity output from 1) is adjusted to be equal or equal by the gain adjustment of the reproduction amplifier (50) or (51). Reproduction output of the playback amplifier (50) and (51), a band pass filter which passes only frequency f 1 (52), (53)
Through which the unnecessary noise is removed and the value at which the two reproduced output levels are maximized is determined by the sample-and-hold circuit (5).
4) After sample-holding or peak-holding in (55), the level difference is taken out by the differential amplifier (56), and the movable head (16) and the fixed head (37)
Is taken out as a function of voltage. This is connected to a control system phase compensation circuit such as a low-pass filter (57).
After that, the control loop is closed by the driver (58) in a direction to eliminate the head step, so that the movable head (16) and the fixed head (37) are also used during recording.
Is held so as not to generate a step.

【0024】同様に、2つの可動ヘッド(16)が回転
ドラム(5)上に180deg対向に取り付けられてい
る場合、それぞれのチャンネル間のヘッド段差も、それ
ぞれのアクチュエータにおいて、上述したヘッド高さ位
置固定制御系を構成することにより実現できる。
Similarly, when the two movable heads (16) are mounted on the rotating drum (5) at 180 deg facing each other, the head step between the respective channels is also different from the above-described head height position in each actuator. This can be realized by configuring a fixed control system.

【0025】この場合、位置固定制御ループのサーボ帯
域は、可動ヘッド(16)と固定ヘッド(37)のヘッ
ド段差や2つの可動ヘッド(16)の間の高さずれを補
正するだけであるので、それほど広くする必要はなく、
ヘッド高さや段差ずれの検出も、回転ドラム(5)の1
回転おきに行われるため、ドラム回転数が1800rp
mの場合30Hzのサンプリングによる無駄時間のた
め、制御帯域を数Hz以下に設定しないと、制御系が発
振する。そのため補償回路(57)にて、制御帯域が数
Hzで位相余裕が60deg以上確保されるように補償
回路(57)のローパスフィルタの時定数や、ゲインが
決定される。
In this case, the servo band of the position fixing control loop only corrects the head level difference between the movable head (16) and the fixed head (37) and the height deviation between the two movable heads (16). Need not be so wide,
The detection of the head height and the step deviation is also performed by the rotary drum (5).
Since it is performed every rotation, the drum rotation speed is 1800 rpm
In the case of m, the control system oscillates unless the control band is set to several Hz or less because of the dead time caused by sampling at 30 Hz. Therefore, the time constant and gain of the low-pass filter of the compensation circuit (57) are determined in the compensation circuit (57) so that the control band is several Hz and the phase margin is 60 degrees or more.

【0026】なお、当然ではあるが、記録時におけるヘ
ッド高さ制御は、可動ヘッド(16)がドラム(1),
(5)に磁気テープ(20)が巻き付けられている側を
走行中は記録、再生アンプ(51)が記録アンプとして
働き、可動ヘッド(16)が磁気テープ(20)が巻き
付けられていない交流磁界発生コイル(45)の近傍を
走行中には再生アンプとして動作するようにしなければ
ならない。
As a matter of course, the head height at the time of recording is controlled by controlling the movable head (16) by the drum (1),
While traveling on the side where the magnetic tape (20) is wound around (5), the recording / reproducing amplifier (51) works as a recording amplifier, and the movable head (16) is an AC magnetic field where the magnetic tape (20) is not wound. When running near the generating coil (45), it must operate as a reproduction amplifier.

【0027】このようにヘッド高さ位置制御系が構成さ
れているが、図35の従来例では、各ヘッド(16),
(37)から再生アンプ(50),(51)までの検出
感度が等しいか、等しく調整されなければならない。こ
れは実際には、固定ヘッド(37)と可動ヘッド(1
6)とのヘッドのターン数のちがいやヘッドコアの透磁
率のちがいや、アンプゲインのバラツキや温度特性の差
等により等しくすることができない場合が多い。
The head height position control system is constructed as described above. In the conventional example of FIG. 35, each head (16),
The detection sensitivity from (37) to the reproduction amplifiers (50) and (51) must be equal or adjusted. This is, in effect, a fixed head (37) and a movable head (1).
In many cases, they cannot be equalized due to the difference in the number of turns of the head from that in 6), the difference in the magnetic permeability of the head core, the variation in the amplifier gain, the difference in the temperature characteristics, and the like.

【0028】この従来例のように2つの交流磁界発生コ
イル(45),(45a)を配設して、各々の発振周波
数を変えてf1 とf2 、拡大図Aに示すように、かつ、
一方の交流磁界発生コイル(45)は、2つのコイル
(45U)と(45L)の中間高さ位置が、固定ヘッド
(37)の高さ位置より高い位置に他方の交流磁界発生
コイル(45a)内の2つのコイル(45U),(45
L)の中間高さ位置か固定ヘッド(37)の高さ位置よ
りも低い位置に固定する。この時、固定ヘッド(37)
によって再生される発振コイル(45)からの電磁誘導
による再生アンプ(50)からの周波数f1 の再生出力
と、発振コイル(45a)からの周波数f2 の再生出力
との振幅比が、可動ヘッド(16)の再生出力の振幅比
と等しくなるように可動ヘッド(16)の高さを制御す
れば、各ヘッドから再生アンプまでの周波数f1 、f2
における周波数特性に固定ヘッド系と可動ヘッド系が大
きくずれていないかぎりヘッドターン数の違いや、ヘッ
ドコアの透磁率のちがいや、アンプゲインのバラツキや
温度特性等にかかわらず、可動ヘッド(16)と固定ヘ
ッド(37)の段差をなくすることができる。そのた
め、可動ヘッド再生出力周波数f1 またはf2 のみを通
過させるバンドパスフィルタ(53)と(53a)の再
生信号振幅をサンプルホールド回路(55),(55
a)もしくはピークホールド回路により取り出し、割算
器(60)に入力して取り出した割算信号と、同様に固
定ヘッド(37)の再生出力中の周波数f1またはf2
の信号成分の振幅の比をバンドパスフィルタ(52),
(52a)、サンプルホールド回路(54),(54
a)で取り出して割算器(59)に入力して取り出した
割算信号との差を、差動アンプ(56)で取ることによ
り可動ヘッド(16)と固定ヘッド(37)との段差ず
れの方向と量を検出することができる。例えば可動ヘッ
ド(16)のヘッド高さが、固定ヘッド(37)のヘッ
ド高さよりも高い方にずれている(デッキベースより遠
ざかる方向にずれている)場合、可動ヘッド(16)の
再生信号は固定ヘッド(37)の再生信号より周波数f
1 の成分の方がf2 の成分よりも振幅が大きく再生され
る。従って、差動アンプ(56)の出力信号は負とな
り、可動ヘッド(16)を下方向に動かして段差が無く
なる位置に固定する。
As in this conventional example, two alternating magnetic field generating coils (45) and (45a) are provided, and the respective oscillation frequencies are changed to f 1 and f 2 , as shown in the enlarged view A, and ,
One of the alternating magnetic field generating coils (45a) is positioned such that the intermediate height between the two coils (45U) and (45L) is higher than the height of the fixed head (37). Two coils (45U), (45
L) is fixed at an intermediate height position or a position lower than the height position of the fixed head (37). At this time, the fixed head (37)
A reproduction output of the frequency f 1 from the reproduction amplifier by electromagnetic induction from the oscillator coil (45) to be reproduced (50) by the amplitude ratio of the reproduction output of the frequency f 2 of the oscillator coil (45a) is movable head If the height of the movable head (16) is controlled so as to be equal to the amplitude ratio of the reproduction output of (16), the frequencies f 1 and f 2 from each head to the reproduction amplifier are controlled.
As long as the fixed head system and the movable head system do not greatly deviate from each other in the frequency characteristics in the above, regardless of the difference in the number of head turns, the difference in the magnetic permeability of the head core, the variation in the amplifier gain, the temperature characteristic, etc. The step of the fixed head (37) can be eliminated. Therefore, the sample-and-hold circuit (55) bandpass filters (53) a reproduced signal amplitude (53a) for passing only the movable head reproducing output frequency f 1 or f 2, (55
a) or a divided signal taken out by a peak hold circuit and inputted to a divider (60), and a frequency f 1 or f 2 similarly reproduced and output from the fixed head (37).
The amplitude ratio of the signal components of
(52a), sample and hold circuits (54), (54)
The difference between the divided signal taken out in step a) and inputted to the divider (59) and taken out is taken by the differential amplifier (56) to obtain a step difference between the movable head (16) and the fixed head (37). Direction and amount can be detected. For example, when the head height of the movable head (16) is shifted higher than the head height of the fixed head (37) (shifted in a direction away from the deck base), the reproduction signal of the movable head (16) is From the reproduction signal of the fixed head (37), the frequency f
Towards the first component amplitude is reproduced larger than components of f 2. Therefore, the output signal of the differential amplifier (56) becomes negative, and the movable head (16) is moved downward to fix the movable head (16) at a position where there is no step.

【0029】以上のようにして、各ヘッド(16),
(37)間やヘッドアンプ(50),(51)間の感度
バラツキがあっても正確なヘッド高さ制御が行われるわ
けであるが、図38の従来例の場合は、精度の良い割算
器(59),(60)を必要とするので、コストアップ
になる場合がある。
As described above, each head (16),
Although accurate head height control is performed even if there is sensitivity variation between the head amplifiers (37) and between the head amplifiers (50) and (51), in the case of the conventional example shown in FIG. Since the devices (59) and (60) are required, the cost may be increased.

【0030】図43は割算器を用いない第4の従来例の
ブロック回路図で、図において、(61)はスイッチ回
路、(62)はサンプルホールド回路(55)のホール
ドタイミングを制御するためのタイミングコントロール
回路である。
FIG. 43 is a block circuit diagram of a fourth conventional example which does not use a divider. In FIG. 43, (61) is a switch circuit, and (62) is for controlling the hold timing of a sample hold circuit (55). Is a timing control circuit.

【0031】この第4の従来例は、固定ヘッド(37)
の再生アンプ(50)出力をさらに周波数f1 ,f2
みを通すバンドパスフィルタ(52),(52a)の出
力を、調整用端子で、再生信号の出力レベルを見なが
ら、周波数f1 (=150KHz)とf2 (=200K
Hz)の出力信号の振幅が等しくなるように交流磁界発
生コイル(45),(45a)の取付位置やドライバ
(46),(46a)の駆動出力電圧を調整する。この
ようにすれば、可動ヘッド(16)による再生出力の周
波数f1 とf2 の再生信号成分の振幅が等しくなるよう
に、高さ位置を制御すれば、割算器を用いずとも、可動
ヘッド(16)と固定ヘッド(37)のヘッド段差がな
くなるようら制御することができる。
The fourth conventional example is a fixed head (37)
The output of the band-pass filters (52) and (52a), which further pass the output of the reproduction amplifier (50) through only the frequencies f 1 and f 2 , is adjusted at the frequency f 1 ( = 150KHz) and f 2 (= 200K)
(Hz), the mounting position of the AC magnetic field generating coils (45) and (45a) and the drive output voltages of the drivers (46) and (46a) are adjusted so that the amplitudes of the output signals become equal. Thus, as the amplitude of the reproduction signal component of the movable head frequency f 1 of the playback output from (16) and f 2 are equal, by controlling the height position, without using the divider, the movable Control can be performed so that the head level difference between the head (16) and the fixed head (37) is eliminated.

【0032】可動ヘッド(16)が回転ドラム(5)に
180deg対向して2つ取り付けられているこの従来
例においては、バンドパスフィルタ(53),(53
a)の後にアナログスイッチ(61)で4つのサンプル
ホールド回路(55),(55a)に、各々のチャンネ
ルの再生信号を分配することにより対応が可能であっ
て、この時は、差動アンプ(56),(56a)、補償
回路(57),(57a)、ドライバ(58),(58
a)は、それぞれ2個ずつ必要である。このような多チ
ャンネル化に対する対応は図35,図38の従来例にお
いても同様に適用できる。制御帯域の設定については、
図35及び図38の従来例も図43の従来例と全く同じ
で、補償回路(57),(57a)にてゲイン、位相が
補償される。なお、一般に磁気ヘッドは、回転ドラム
(5)の円周の接続方向の磁束を拾うため、交流磁界発
生コイル(45),(45a)の形状が、図36のよう
な場合、図44のような再生エンベローブとして取り出
される。なお、図43の構成の場合、固定ヘッド(3
7)の再生出力は、f1 とf2 が等しくなるよう調整さ
れているため、図44(a)のようになり、可動ヘッド
系とのヘッド−ヘッドアンプ間感度がずれていても制御
後は、図44(c)のようにf1 、f2 成分のレベルが
等しくなるとヘッド段差がなくなる。
In this conventional example in which two movable heads (16) are attached to the rotary drum (5) so as to face each other by 180 deg, the band-pass filters (53) and (53) are used.
This can be achieved by distributing the reproduced signals of the respective channels to the four sample-hold circuits (55) and (55a) by the analog switch (61) after the step (a). 56), (56a), compensation circuits (57), (57a), drivers (58), (58)
a) requires two each. Such a response to the multi-channel configuration can be similarly applied to the conventional examples shown in FIGS. For the control band setting,
The conventional examples of FIGS. 35 and 38 are completely the same as the conventional example of FIG. 43, and the gains and phases are compensated by the compensation circuits (57) and (57a). In general, the magnetic head picks up magnetic flux in the connection direction of the circumference of the rotary drum (5). Therefore, when the shape of the AC magnetic field generating coils (45) and (45a) is as shown in FIG. It is taken out as a perfect reproduction envelope. In the case of the configuration of FIG. 43, the fixed head (3
Reproduction output 7), because they are adjusted so that f 1 and f 2 are equal, becomes as shown in FIG. 44 (a), the head of the movable head system - after control be deviated sensitivity between the head amplifier When the levels of the f 1 and f 2 components become equal as shown in FIG.

【0033】図45は第5の従来例のブロック回路図
で、一般的に微小変位計測器として用いられている差動
トランスの構成と同じように、交流磁界発生コイル(4
5)の2つのコイル(45U),(45L)の中間高さ
位置が、可動ヘッド(16)の高さと等しくなるように
配置し、可動ヘッド(16)が上下方向にずれたとき、
図46に示すように再生信号の振幅とともに位相がずれ
ることを同期検波回路(63)により検出することによ
りヘッド段差の方向とずれ量とを検出するようにしたも
のである。この場合も同期検波サンプルホールド後の処
理は、図35、図38、図43の従来例と同じである。
このように、記録時において、可動ヘッド(16)と固
定ヘッド(37)のヘッド段差が常になくなるように制
御できれば、記録専用の固定ヘッド(35),(36)
を回転ドラム(5)に取り付ける必要がなくなり、アク
チュエータ(7)に搭載された可動ヘッド(16)で例
えば映像信号の記録、再生、特再が可能になるほか、固
定ヘッド(37)との高さが調整されるため、図47に
示すように、VHSフォーマットにおけるハイファイオ
ーディオ(37)や、つなぎ取りのためのイレーズヘッ
ド(38)を、回転ドラム(5)上に配置し、EPヘッ
ド(35)、SPヘッド(36)をアクチュエータ
(7)に搭載してもよく、従来の図39に示したヘッド
配置構成に比べきわめて簡略化された構成とすることが
できる。
FIG. 45 is a block circuit diagram of a fifth conventional example. In the same manner as the configuration of a differential transformer generally used as a minute displacement measuring device, an AC magnetic field generating coil (4) is used.
5) The two coils (45U) and (45L) are arranged such that the intermediate height position is equal to the height of the movable head (16), and when the movable head (16) is displaced in the vertical direction,
As shown in FIG. 46, the phase of the reproduced signal and the phase shift are detected by a synchronous detection circuit (63) to detect the direction of the head step and the shift amount. Also in this case, the processing after the synchronous detection sample-and-hold is the same as the conventional example of FIGS. 35, 38 and 43.
As described above, if it is possible to control so that the head level difference between the movable head (16) and the fixed head (37) is always eliminated during recording, the fixed heads (35) and (36) dedicated to recording are provided.
Need not be attached to the rotating drum (5), and the movable head (16) mounted on the actuator (7) enables recording, reproduction and trick play of a video signal, for example, and also has a higher height than the fixed head (37). 47, the high-fidelity audio (37) in the VHS format and the erase head (38) for connection are arranged on the rotating drum (5) and the EP head (35) as shown in FIG. ), The SP head (36) may be mounted on the actuator (7), and the configuration can be extremely simplified as compared with the conventional head arrangement shown in FIG. 39.

【0034】なお、図43の従来例では、交流磁界発生
コイル(45)の取付位置の調整や、駆動電圧レベルの
調整によって固定ヘッド(16)再生出力の周波数f1
とf2 の再生信号振幅が等しくなるようにすることが可
能である場合を示したが、取付位置の調整や、駆動電圧
レベルの調整によっては等振幅に追い込めない場合や、
温度特性、経時変化等により初期調整だけでは実用でき
ない場合がある。
In the conventional example shown in FIG. 43, the frequency f 1 of the reproduction output of the fixed head (16) is adjusted by adjusting the mounting position of the AC magnetic field generating coil (45) and adjusting the driving voltage level.
And although the reproduction signal amplitude of f 2 showed a case can be made equal, adjustment of the mounting position, if not Oikome have equal amplitude and by adjusting the driving voltage level,
Due to temperature characteristics, changes over time, etc., there is a case where practical use is not possible only by initial adjustment.

【0035】図48は、第6の従来例のブロック回路図
で、交流磁界発生コイル(45),(45a)の取付位
置の調整によっては固定ヘッド(37)の再生出力の振
幅が等しくならない場合に、これを電気的に自動調整
し、再生出力の振幅が等しくなるようにする交流発生磁
界制御系を設けたブロック回路図で、図において(6
5),(65a)は、コイル(45),(45a)が発
生する交流磁界のレベルを制御するための可変ゲインア
ンプである。
FIG. 48 is a block circuit diagram of a sixth conventional example, wherein the amplitude of the reproduction output of the fixed head (37) is not equal due to the adjustment of the mounting position of the AC magnetic field generating coils (45) and (45a). FIG. 2 is a block circuit diagram provided with an AC generation magnetic field control system for automatically adjusting the electric power electrically and making the amplitude of the reproduced output equal.
5) and (65a) are variable gain amplifiers for controlling the level of the AC magnetic field generated by the coils (45) and (45a).

【0036】この従来例は、可変ゲインコントロールア
ンプ(65),(65a)を挿入して、固定ヘッド(1
6)の再生出力のバンドパスフィルタ(52),(52
a)の出力信号振幅レベルが常に一定になるように、サ
ンプルホールド回路(54),(54a)の出力を可変
ゲインコントロールアンプ(65),(65a)のゲイ
ンコントロール入力端に入力して、固定ヘッド(16)
の再生出力のf1 及びf2 の振幅が常に一定になるよう
に制御するもので、交流磁界発生コイル(45),(4
5a)の機械的位置調整のバラツキや温度特性、経時変
化等に対しても常に振幅が一定(この場合は、固定ヘッ
ド(16)の再生出力のf1 とf2 の再生振幅が常に等
しく)制御される。
In this conventional example, variable gain control amplifiers (65) and (65a) are inserted to fix a fixed head (1).
6) Bandpass filters (52), (52) of the reproduction output
The outputs of the sample-and-hold circuits (54) and (54a) are input to the gain control input terminals of the variable gain control amplifiers (65) and (65a) and fixed so that the output signal amplitude level of (a) is always constant. Head (16)
Are controlled so that the amplitudes of the reproduced outputs f 1 and f 2 are always constant. The AC magnetic field generating coils (45), (4)
Variations and temperature characteristics of the mechanical position adjustment 5a), always constant amplitude with respect to time change or the like (in this case, a fixed head (16) always equal reproduction amplitude of f 1 and f 2 of the reproduction output of) Controlled.

【0037】図49は第7の従来例のブロック回路図
で、図48の従来例における磁界レベル制御を一方の交
流磁界発生コイル(45a)のみの調整で行う構成とし
たもので、(66)は差動アンプである。
FIG. 49 is a block circuit diagram of a seventh conventional example, in which the magnetic field level control in the conventional example of FIG. 48 is performed by adjusting only one AC magnetic field generating coil (45a). Is a differential amplifier.

【0038】この従来例は、固定ヘッド(37)の再生
出力のうち周波数f1 、f2 の信号成分をバンドパスフ
ィルタ(52),(52a)で抜き出してそれぞれサン
プルホールド回路(54),(54a)でサンプルホー
ルドした値を差動アンプ(66)にて差分を取ることに
より、一方の交流磁界発生コイル(45a)の駆動電圧
レベルを、可変ゲインコントロールアンプ(65)に入
力し、他方の交流磁界発生コイル(45)からの再生出
力のレベルと、一方の交流磁界発生コイル(45a)か
らの再生出力のレベルとが、等しくなるよう制御したも
ので、図48の従来例と同様の効果が得られる。
In this conventional example, the signal components of the frequencies f 1 and f 2 of the reproduction output of the fixed head (37) are extracted by the band-pass filters (52) and (52a), and are sampled and held by the sample-and-hold circuits (54) and (52). By taking the difference of the value sampled and held in 54a) by the differential amplifier (66), the drive voltage level of one AC magnetic field generating coil (45a) is input to the variable gain control amplifier (65), and The level of the reproduction output from the AC magnetic field generating coil (45) is controlled to be equal to the level of the reproduction output from one of the AC magnetic field generating coils (45a). Is obtained.

【0039】以上のような交流磁界発生コイル(4
5),(45a)の発生磁界制御系を新たに加えたこと
により、図43に示した従来例において交流磁界発生コ
イル(45),(45a)の取付位置の調整のバラツキ
や、電磁誘導レベルの経時変化、温度特性による変化等
があっても、可動ヘッドの高さ位置制御系の追従精度を
維持することができる。
The AC magnetic field generating coil (4
5) and (45a), the addition of the generated magnetic field control system makes it possible to adjust the mounting position of the AC magnetic field generating coils (45) and (45a) in the conventional example shown in FIG. , The tracking accuracy of the movable head height position control system can be maintained.

【0040】なお、図35〜図49においては、アナロ
グ回路で構成した従来例についてのべたが、再生アンプ
(50),(51)出力もしくは、バンドパスフィルタ
(52),(53)の出力をアナログ−デジタル変換
し、ディジタル回路や、マイクロコンピュータ内のソフ
トウェアによる処理で差動、サンプルホールド、補償フ
ィルタ処理等を行った後、ディジタルーアナログ変換し
てアクチュエータ(7)をドライブする構成としても良
いことは言うまでもない。
In FIGS. 35 to 49, the output of the reproduction amplifiers (50) and (51) or the outputs of the band-pass filters (52) and (53) is described in the conventional example constituted by an analog circuit. The configuration may be such that analog-digital conversion is performed, differential processing, sample-hold processing, compensation filter processing, and the like are performed by a digital circuit or software processing in a microcomputer, and then the digital-analog conversion is performed to drive the actuator (7). Needless to say.

【0041】交流磁界発生手段 次に、上記のような磁界を発生させるための交流磁界発
生コイル(45)の構成について詳しく述べる。
AC magnetic field generating means Next, the configuration of the AC magnetic field generating coil (45) for generating the above magnetic field will be described in detail.

【0042】磁束密度を場所によって急激に変化させる
ためには、まず、磁束を集中させることが必要となる。
磁束を集中させることが可能な例として、図37に示す
ようにコイルを対向させて、お互いに反発しあうような
電流を通電する方法がある。図42に示すように(2
7)コイル間の領域において磁束が集中し、さらにコイ
ル磁心から距離が離れると急激に磁束は発散するため、
磁束密度は小さくなり、位置によって磁束密度が急激に
変化するので都合が良い。ただし、ここでいう磁束密度
の変化は、その位置における磁束の本数ではなく、可動
ヘッドの移動方向すなわち回転ドラムの回転軸方向に関
して、可動ヘッドが検知できる方向の磁束の磁束密度の
変化をとしているのは前述した通りである。よって交流
磁界発生コイル(45)の磁束の方向について検討を行
う必要がある。図50は交流磁界発生コイル(45)の
磁界分布を調べるための座標面を示す模式図を示す。図
中(45U),(45L)はコイル、(45c)は軟鉄
等の軟磁性体で造られた磁心、(46)は2つのコイル
に通電するための交流電源であり、図中A面は磁心(4
5c)の中心軸Lを法線にもつ面であり、かつ、2つの
コイル(45U),(45L)の間の中心を横切る面で
ある。B面はA面と平行であり、A面から微小距離d離
れた面、C面はA面、B面と平行でありB面から微小距
離d、A面から微小距離2d離れた面である。D面は磁
心(45c)の中心軸Lと同一方向に中心軸を持つ半径
Rの円筒側面の一部である。なおD面は回転ドラム
(5)の側面を表し、D面と他の平面との交線は、可動
ヘッドの軌跡を表すものとして考える。
In order to rapidly change the magnetic flux density depending on the location, it is necessary to first concentrate the magnetic flux.
As an example in which the magnetic flux can be concentrated, there is a method in which coils are opposed to each other and currents that repel each other are applied as shown in FIG. As shown in FIG.
7) The magnetic flux concentrates in the region between the coils, and when the distance from the coil core further increases, the magnetic flux rapidly diverges.
This is convenient because the magnetic flux density decreases and the magnetic flux density changes rapidly depending on the position. However, the change in the magnetic flux density referred to here is not the number of magnetic fluxes at that position, but the change in the magnetic flux density of the magnetic flux in a direction that can be detected by the movable head with respect to the moving direction of the movable head, that is, the rotation axis direction of the rotating drum. Is as described above. Therefore, it is necessary to study the direction of the magnetic flux of the AC magnetic field generating coil (45). FIG. 50 is a schematic diagram showing a coordinate plane for examining the magnetic field distribution of the AC magnetic field generating coil (45). In the figure, (45U) and (45L) are coils, (45c) is a magnetic core made of a soft magnetic material such as soft iron, and (46) is an AC power supply for energizing the two coils. Magnetic core (4
5c) is a plane having the center axis L in the normal line and crossing the center between the two coils (45U) and (45L). The plane B is parallel to the plane A and is a plane at a minute distance d from the plane A, and the plane C is a plane parallel to the plane A and the plane B and is at a minute distance d from the plane B and at a minute distance 2d from the plane A. . The D surface is a part of a cylindrical side surface of a radius R having a central axis in the same direction as the central axis L of the magnetic core (45c). The D surface represents the side surface of the rotary drum (5), and the line of intersection between the D surface and another plane is considered to represent the trajectory of the movable head.

【0043】コイル(45U)及び(45L)には、実
際は、交流電流を通電するのであるが、ここでは原理説
明のため、直流電流を通電した場合を考えてみる。図5
1にコイル(45U)及び(45L)にお互いに極が反
発しあうように直流電流を通電した時の各平面上の磁束
をベクトル表示した模式図を示す。なお、図中の円は磁
心(45a)の断面を、X−X´の曲線は各面と曲面D
面との交線を表す。
Although an alternating current is actually applied to the coils (45U) and (45L), a case where a direct current is applied will be considered here for the sake of explanation of the principle. FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing vectors of magnetic flux on each plane when a DC current is applied so that the poles repel each other in the coils (45U) and (45L). Note that the circle in the figure represents the cross section of the magnetic core (45a), and the curve XX ′ represents each surface and the curved surface D.
Represents the line of intersection with the surface.

【0044】まず、A面を見ると、磁心(45c)に近
い領域においはA面上の磁束ベクトルの大きさは大き
く、磁心(45c)から離れるにつれ、磁束がまわり込
むため、A面上の磁束ベクトルは急激に小さくなってゆ
く。
First, looking at the surface A, in the region near the magnetic core (45c), the magnitude of the magnetic flux vector on the surface A is large, and the magnetic flux wraps away from the magnetic core (45c). The magnetic flux vector decreases rapidly.

【0045】A面からdだけ離れたB面においては、磁
束がまわり込む効果のため、B面上の磁束ベクトルは磁
心(45c)からある程度離れた領域で最大となる。
On the B-plane, which is distant from the A-plane by d, the magnetic flux vector on the B-plane becomes maximum in a region somewhat away from the magnetic core (45c) due to the effect of the magnetic flux wrapping around.

【0046】C面もB面で述べた状態と同様であるが磁
束がまわり込み、C面上の磁束ベクトルは次第に零に近
づくためベクトルの絶対値はB面よりは小さくなる。
The surface C is similar to the state described with respect to the surface B, but the magnetic flux wraps around and the magnetic flux vector on the surface C gradually approaches zero, so that the absolute value of the vector becomes smaller than that of the surface B.

【0047】さて、先ほど述べたように、図51の各面
における曲線X−X´は可動ヘッドの軌跡を表してお
り、また、可動ヘッドが検知可能な磁束の方向は曲線X
−X´上の点の接線となる。図51中の磁束を交流磁束
とし、曲面D面を平面に展開したものが図52である。
図中の矢印はD面と各面との交線でのD面上の磁束ベク
トルを表す。交流磁束なので矢印の向きは逆転したもの
が一対となっている。
As described above, the curve XX 'on each surface in FIG. 51 represents the locus of the movable head, and the direction of the magnetic flux detectable by the movable head is represented by the curve X.
A tangent to a point on -X '. FIG. 52 is a diagram in which the magnetic flux in FIG. 51 is an alternating magnetic flux and the curved surface D is developed into a plane.
The arrows in the figure represent the magnetic flux vectors on the D plane at the intersection of the D plane and each plane. Since the magnetic flux is an AC magnetic flux, the direction of the arrow is reversed to form a pair.

【0048】図53は、同図左側の磁束分布の場合にお
ける可動ヘッドがA面及びB面及びC面とD面との交線
を通過した場合の可動ヘッドの誘導起電力による出力波
形である。この出力波形を見てわかるように、各面にお
いてピークレベルが異なり、この例ではB面のピークレ
ベルが最大となっている。換言すれば、ピークレベルは
可動ヘッドの回転ドラムの回転軸方向の変位量に依存す
る非線形関数となっている。よって、出力波形のピーク
レベルを検知することによって、可動ヘッド自信の絶対
位置を知ることができる。
FIG. 53 shows the output waveform due to the induced electromotive force of the movable head when the movable head passes through the intersections of the planes A, B and C and D in the case of the magnetic flux distribution on the left side of FIG. . As can be seen from this output waveform, the peak level differs on each surface, and in this example, the peak level on the B surface is the maximum. In other words, the peak level is a non-linear function that depends on the displacement of the movable head in the rotation axis direction of the rotating drum. Therefore, the absolute position of the movable head itself can be known by detecting the peak level of the output waveform.

【0049】なお、可動ヘッドを位置センサとして位置
制御をかけることを考慮すると、センサ感度を高くとる
ためにヘッド高さの変化に対する、出力波形のピークレ
ベル変化率の大きい領域、図52でいえばA面とB面の
間の領域もしくはB面とC面の間の領域に可動ヘッドを
固定できるように交流磁界発生コイル(45)を取り付
ければよい。
Considering that the position control is performed using the movable head as a position sensor, an area where the peak level change rate of the output waveform is large with respect to the change in the head height in order to increase the sensor sensitivity, FIG. An AC magnetic field generating coil (45) may be attached so that the movable head can be fixed in the region between the A surface and the B surface or in the region between the B surface and the C surface.

【0050】また、いままで説明してきた磁界分布のよ
うすは、ある特定の交流電圧で交流磁界発生コイル(4
5)を駆動した場合を示したが、この磁界分布の関係は
電圧振幅値にも依存する関数となっている。そのためこ
の電圧値は、先ほどのべたヘッド高さ変化に対する出力
波形のピークレベル変化率が最大になるように調整すれ
ばよい。
The magnetic field distribution described so far is based on the fact that an AC magnetic field generating coil (4
5) is shown, the relationship of the magnetic field distribution is a function that also depends on the voltage amplitude value. Therefore, this voltage value may be adjusted so that the peak level change rate of the output waveform with respect to the above-described change in the head height is maximized.

【0051】また、このように交流磁界発生コイル(4
5)を、ドラムデッキ中に設けると、リニアオーディオ
ヘッドにノイズとして飛び込んだり、磁気テープの情報
を消去したりという悪影響をおよぼす恐れがある。そこ
で図54に示すように磁界発生素子の一部を軟磁性体
(45s)でつつむことによって磁気シールドをする方
法がある。図55は図54の55−55線矢視断面図
で、このようにすれば、上記のような悪影響は解消され
る。
Further, as described above, the AC magnetic field generating coil (4
When 5) is provided in the drum deck, there is a possibility that the linear audio head may jump into the linear audio head as noise or erase information on the magnetic tape, which may have an adverse effect. Therefore, as shown in FIG. 54, there is a method of providing a magnetic shield by wrapping a part of the magnetic field generating element with a soft magnetic material (45 s). FIG. 55 is a cross-sectional view taken along line 55-55 of FIG. 54. In this case, the above-mentioned adverse effects are eliminated.

【0052】なお、上記従来例では、交流磁気発生コイ
ル(45)の構成を磁束を集中させるために図5のよう
にした例を示したが、他に、例えばセンサ感度は落ちる
が、図56または図57に示すような構成であってもよ
い。
In the above-mentioned conventional example, an example is shown in which the configuration of the AC magnetic generating coil (45) is made as shown in FIG. 5 in order to concentrate magnetic flux. Alternatively, a configuration as shown in FIG. 57 may be used.

【0053】以上のように従来の実施例においては、例
えば図34において、磁界発生コイル(40)の機械的
取付精度が、経時的、温度的変化を考慮しても十分であ
る。すなわち、可動ヘッド(16)の位置固定許容精度
よりもコイル(40)の取付精度の方が十分小さい場合
は、磁界発生コイル(40)の取付位置により定められ
た位置に可動ヘッド高さを上記方法で定めることができ
る。
As described above, in the conventional embodiment, for example, in FIG. 34, the mechanical mounting accuracy of the magnetic field generating coil (40) is sufficient even in consideration of changes over time and temperature. That is, when the mounting accuracy of the coil (40) is sufficiently smaller than the permissible accuracy of fixing the position of the movable head (16), the height of the movable head is set to the position determined by the mounting position of the magnetic field generating coil (40). Can be determined in any way.

【0054】もしくは、コイル(40)の取付精度が悪
い場合でも図34のように可動ヘッドが複数個存在する
回転ドラムを用いる場合、各々の可動ヘッドの相対的高
さを等しくすることが可能である。(この場合は回転ド
ラム(5)を支持しているデッキベースからの可動ヘッ
ドの絶対高さに基づいてヘッド高さを制御することはで
きない。)またもしくは、回転ドラム上の他の固定ヘッ
ドとの高さを等しくすることも可能である。
Alternatively, even when the mounting accuracy of the coil (40) is poor, when a rotary drum having a plurality of movable heads is used as shown in FIG. 34, the relative heights of the movable heads can be made equal. is there. (In this case, the head height cannot be controlled based on the absolute height of the movable head from the deck base supporting the rotating drum (5).) It is also possible to make the heights equal.

【0055】このようにして、従来の方法においては、
磁界発生コイル(40)の取付高さもしくは、他の固定
ヘッドの絶対高さに等しい絶対高さ位置に制御するか、
もしくは、各々のヘッドの相対高さを等しくするように
制御することが可能となった。しかし、現行システム例
えばVHSフォーマットかBフォーマット等において
は、他の固定ヘッドに対し同じ高さになるよう可動ヘッ
ド高さを制御するのではなく、他の固定ヘッドの高さか
ら少しずれた高さに可動ヘッドを位置制御しなければな
らない場合がある。又他のシステム例えば8mmビデオ
や、D−1、D−2等のディジタルVTR等のシステム
においても、可動ヘッドを、デッキベースからの絶対高
さにおいて、所定の高さに制御することができれば、記
録時において、各々のテープフォーマットに基づいて正
確に記録トラックを形成することが可能となる。しか
も、コイル(40)の取付精度は、温特、経時変化を考
慮して、あまり厳密な精度を必要としない方がコイル
(40)の工作精度や調整の容易さ等を考えると、安価
にシステムが構成できるため、可動ヘッドが所定の高さ
にあるかどうか検出する手段が望まれていた。
Thus, in the conventional method,
Controlling the mounting height of the magnetic field generating coil (40) or the absolute height position equal to the absolute height of the other fixed head;
Alternatively, it is possible to control the relative heights of the respective heads to be equal. However, in the current system such as the VHS format or the B format, the height of the movable head is not controlled so as to be the same height with respect to the other fixed heads. In some cases, the position of the movable head must be controlled. Also in other systems such as digital VTRs such as 8 mm video and D-1 and D-2, if the movable head can be controlled to a predetermined height in absolute height from the deck base, At the time of recording, it is possible to form a recording track accurately based on each tape format. Moreover, the mounting accuracy of the coil (40) is not inexpensive in consideration of the temperature characteristics and the change with time, and the one that does not require strict accuracy is inexpensive considering the working accuracy of the coil (40) and the ease of adjustment. Since the system can be configured, a means for detecting whether the movable head is at a predetermined height has been desired.

【0056】さらに、本システムでは、ドラム1回転毎
に、決まったポイントでのヘッド高さしか検出できない
ため、装置振動や、テープのテンション変動等による、
テープヘッド間の摺動摩擦の変化により、ドラム1回転
内で可動ヘッドが動いてしまったり、機械振動を起す等
の問題があるため、可動ヘッドアクチュエータ(図2
7)のジンバルバネの剛性を上げ、機械共振を小さく抑
える等の考慮が必要であった。
Further, in the present system, only the head height at a fixed point can be detected for each rotation of the drum.
The change in sliding friction between the tape heads causes the movable head to move within one rotation of the drum or causes mechanical vibration.
It was necessary to consider, for example, 7) increasing the rigidity of the gimbal spring and reducing mechanical resonance.

【0057】[0057]

【発明が解決しようとする課題】従来の可動ヘッド位置
制御装置は、以上のように構成されているので、デッキ
ベースからの絶対高さに制御しようとすると、交流磁界
発生用コイルの取付精度がきびしくなり、又、現状のシ
ステムにおける固定ヘッドを利用すると、現行システム
における固定ヘッドと同じ高さにしか制御できない。
又、可動ヘッドアクチュエータの可動部剛性を考慮しな
いと、1回転のうち、1箇所でしかヘッド高さを検出し
ていないため、振動等により1回転内の記録トラックが
曲がってしまう等の問題があった。
Since the conventional movable head position control device is constructed as described above, if it is attempted to control the absolute height from the deck base, the mounting accuracy of the AC magnetic field generating coil is reduced. If the fixed head in the current system is used, it can be controlled only to the same height as the fixed head in the current system.
Also, if the rigidity of the movable portion of the movable head actuator is not taken into consideration, the head height is detected only at one position in one rotation, and the recording track in one rotation may be bent due to vibration or the like. there were.

【0058】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、可動ヘッドが記録時において
位置決めされるべき所定の絶対高さ(デッキベースから
のヘッド高さ)に、交流磁界発生コイルの取付精度に無
関係に制御でき、1回転内の可動ヘッドの高さずれや、
振動をも抑えて、様々なトラックフォーマットの磁気テ
ープ装置において可動ヘッドを用いて理想的な記録トラ
ックパターンを形成することができる位置制御装置を得
ることを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a technique in which the movable head is set to a predetermined absolute height (head height from the deck base) to be positioned at the time of recording. It can be controlled irrespective of the mounting accuracy of the magnetic field generating coil.
It is an object of the present invention to provide a position control device capable of forming an ideal recording track pattern using a movable head in a magnetic tape device of various track formats while suppressing vibration.

【0059】[0059]

【課題を解決するための手段】発明は、回転ドラム内
に設けられたアクチュエータにより上記回転ドラムの回
転軸に平行な方向に変位可能で、テープへ記録再生する
信号録再用可動ヘッドと、上記アクチュエータに内蔵さ
れ上記アクチュエータの高さ方向の位置を検出する位置
検出器とを備え、上記アクチュエータの駆動電圧もしく
は駆動電流と、上記位置検出器の検出変位量が入力さ
れ、上記アクチュエータの機械特性である2次積分特性
を模擬するための2つの積分フィルタおよび2つのフィ
ードバックループを含む演算回路にて構成され、可動ヘ
ッドの速度についての速度推定信号を出力する速度推定
手段と、上記速度推定信号の直流成分を除去するための
直流成分除去手段と、により、上記アクチュエータに対
し速度フィードバックループを構成したことを特徴とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a rotating drum.
The rotation of the rotating drum is performed by an actuator
It can be displaced in the direction parallel to the axis of rotation and records and reproduces on tape
Movable head for signal recording / playback and built-in actuator
Position to detect the height position of the actuator
A drive voltage or a drive voltage for the actuator.
Indicates the drive current and the displacement detected by the position detector.
And the second-order integral characteristic, which is the mechanical characteristic of the actuator
And two filters to simulate
It is composed of an arithmetic circuit including a feedback loop,
Speed estimation that outputs a speed estimation signal about the speed of the pad
Means for removing a DC component of the speed estimation signal.
The DC component removing means allows the actuator to be
And a speed feedback loop is configured .

【0060】また、速度推定手段を構成する電気回路
が、上記回転ドラム内に構成されていることを特徴とす
る。また、位置フィードバックループと速度フィードバ
ックループの2つのフィードバックループを設け、位置
フィードバックループの制御帯域よりも速度フィードバ
ックループの制御帯域が高く、上記位置フィードバック
ループの制御帯域よりも十分に低い周波数領域におい
て、上記速度フィードバックループよりも位置フィード
バックの制御ゲインが大きくなるように、上記2つのフ
ィードバック手段の補償回路を設けたことを特徴とす
る。位置および速度のフィードバックループの演算をデ
ィジタル演算回路に行うとともに、このディジタル演算
回路は1回の巡回サイクルで2つのフィードバックルー
プのための演算を行うことを特徴とする。また、本発明
は、位置フィードバックループに積分特性を有する低域
補償手段を設けたことを特徴とする。
Further, the electric circuit constituting the speed estimating means is constituted in the rotary drum. Further, two feedback loops of a position feedback loop and a speed feedback loop are provided, and in a frequency region where the control band of the speed feedback loop is higher than the control band of the position feedback loop and is sufficiently lower than the control band of the position feedback loop, A compensation circuit of the above two feedback means is provided so that the control gain of the position feedback becomes larger than that of the speed feedback loop. The operation of the position and velocity feedback loops is performed by a digital operation circuit, and the digital operation circuit performs operations for two feedback loops in one cyclic cycle. Further, the present invention is characterized in that the position feedback loop is provided with low-frequency compensation means having an integral characteristic.

【0061】[0061]

【作用】本発明によれば、アクチュエータの動作を模擬
する速度推定手段を設けたため、アクチュエータの制御
をより適確なものにできる。アクチュエータの機械特性
を模擬することにより、アクチュエータ特性を加味した
好適な制御を行うことができる。
According to the present invention, the operation of the actuator is simulated.
Control of actuators
Can be made more accurate. Mechanical properties of actuator
By simulating the actuator characteristics
Suitable control can be performed .

【0062】また、速度フィードバックループと位置フ
ィードバックループの特性を適正なものとするため、制
御の精度が向上する。
Further, since the characteristics of the speed feedback loop and the position feedback loop are made appropriate, control accuracy is improved.

【0063】[0063]

【実施例】図1は、現行のVTRシステムにおいて長時
間モード用の狭トラックヘッド(35)と、広トラック
ピッチ用ヘッド(36)をジンバルバネ(27)の上に
スペーサ(72)を介して取り付けた図である。
FIG. 1 shows a conventional VTR system in which a long track mode narrow track head (35) and a wide track pitch head (36) are mounted on a gimbal spring (27) via a spacer (72). FIG.

【0064】図2は、回転ドラム(5)上に取り付けら
れた絶対高さ検出素子(73)の外観図で、(74)は
検出コイルである。
FIG. 2 is an external view of the absolute height detecting element (73) mounted on the rotating drum (5), and (74) is a detecting coil.

【0065】図3は、絶対位置検出回路の検出信号増幅
部の回路図で、図において(75)はハンドパスフィル
タ、(76)はスイッチング用トランジスタである。
FIG. 3 is a circuit diagram of a detection signal amplifying unit of the absolute position detection circuit. In FIG. 3, (75) is a hand-pass filter, and (76) is a switching transistor.

【0066】図4は図3のスイッチング用トランジスタ
(76)の動作モードで、ドラムの1回転につき表した
ものである。
FIG. 4 shows the operation mode of the switching transistor (76) of FIG. 3 for one rotation of the drum.

【0067】図5は、ホールセンサによるアクチュエー
タ可動部の位置検出構成例で、図において、(501)
は磁気ヘッド(112)への漏れ磁束を小さくするため
のマグネットホルダー、(502)は磁束を発生させる
マグネット、(503)はマグネット(502)の磁束
の大小を検出するホールセンサ、(504)はホールセ
ンサ(503)からの微小信号を増幅して位置信号を得
るための差動増幅器である。
FIG. 5 shows an example of the configuration of detecting the position of the actuator movable portion by the Hall sensor.
Is a magnet holder for reducing magnetic flux leakage to the magnetic head (112), (502) is a magnet for generating magnetic flux, (503) is a Hall sensor for detecting the magnitude of the magnetic flux of the magnet (502), and (504) is This is a differential amplifier for amplifying a small signal from the Hall sensor (503) to obtain a position signal.

【0068】図6は、図5の変形例で、図において、
(505)はマグネット、(506)はホールセンサ、
(507)はホールセンサ(506)を固定するための
基板である。
FIG. 6 is a modified example of FIG.
(505) is a magnet, (506) is a Hall sensor,
(507) is a substrate for fixing the Hall sensor (506).

【0069】図7は、光センサによる位置検出手段をア
クチュエータに取り付けた一例で、図において、(60
1)は平行光を出射する発光部、(602)はフォトダ
イオード等で構成された2分割検知器(受光部)であ
る。図8は図7の変形例で、図において、(603)は
LED等で構成される発光素子(605)からの光を平
行光にするためのレンズ、(604)は出射窓(しぼ
り),(606)はレンズ(603)からの平行光を反
射するためのミラーである。図9は図8における光セン
サの可動部変位量の検出原理を表す図で、(607)は
2分割検知器(602)における光電流の差動をとり、
増幅するための差動増幅器である。
FIG. 7 shows an example in which a position detecting means using an optical sensor is attached to an actuator.
1) is a light emitting unit for emitting parallel light, and (602) is a two-division detector (light receiving unit) composed of a photodiode or the like. FIG. 8 is a modification of FIG. 7, in which (603) is a lens for converting light from the light emitting element (605) formed of an LED or the like into parallel light, (604) is an emission window (squeezing), (606) is a mirror for reflecting the parallel light from the lens (603). FIG. 9 is a diagram showing the principle of detecting the displacement of the movable portion of the optical sensor in FIG. 8, and (607) shows the differential of the photocurrent in the two-divided detector (602).
This is a differential amplifier for amplifying.

【0070】図10はオブザーバ(状態観測器)の伝達
関数ブロック図で、図において、(301)は可動磁気
ヘッド(112)を動かすアクチュエータ機構部の伝達
関数表現、(302)はアクチュエータのコイル抵抗、
(303)はドライブアンプのゲインである。(30
4)〜(310)は本発明の速度推定手段に相当するオ
ブザーバ(402)の伝達関数表現で、(304)はア
クチュエータモデルにおけるバネ定数を等価している部
分、(305)はアクチュエータコイル抵抗、アクチュ
エータトルク定数、ドライブアンプゲインをまとめて等
価している部分、(306)はアクチュエータの粘度定
数と可動部質量を等価している部分、(307)は積分
特性の伝達関数表現、(308)は、上記(304)〜
(307)までの状態モデルと実測との誤差が収束する
ループの安定化を図るために挿入されたオブザーバゲイ
ン、(309)はオブザーバゲイン(308)と同様な
誤差を収束させるためのオブザーバループゲイン、(3
10)は推定した速度をフィードバックするための速度
フィードバックゲインである。
FIG. 10 is a transfer function block diagram of an observer (state observer). In the figure, (301) is a transfer function expression of an actuator mechanism for moving the movable magnetic head (112), and (302) is a coil resistance of the actuator. ,
(303) is the gain of the drive amplifier. (30
4) to (310) are transfer function expressions of the observer (402) corresponding to the speed estimating means of the present invention, (304) is a portion equivalent to the spring constant in the actuator model, (305) is the actuator coil resistance, A portion where the actuator torque constant and the drive amplifier gain are collectively equivalent, (306) a portion where the viscosity constant of the actuator is equivalent to the mass of the movable portion, (307) a transfer function expression of the integral characteristic, and (308) , Above (304)-
An observer gain inserted to stabilize a loop in which the error between the state model and the actual measurement up to (307) converges, and (309) an observer loop gain for converging the same error as the observer gain (308) , (3
10) is a speed feedback gain for feeding back the estimated speed.

【0071】図11はオブザーバによるダンピングルー
プをかけた場合と、かけない場合のアクチュエータ伝達
特性(ゲイン特性及び位相特性)の比較図である。
FIG. 11 is a comparison diagram of actuator transmission characteristics (gain characteristics and phase characteristics) when damping groups are applied by an observer and when they are not applied.

【0072】図11は上述のオブザーバの回路構成の一
例である。図において、(801)はアクチュエータ駆
動電圧の交流成分のみを取り出すためのコンデンサ、
(802)はオブザーバ内フィードバック信号と駆動電
圧とを加算し、増幅するための増幅器、(803)はオ
ブザーバ内のバネ定数を模擬したループをフィードバッ
クするための増幅器、(804)はオブザーバ内のアク
チュエータ粘性及び質量を模擬した伝達特性を実現する
ためのフィルタ、(805)はオブザーバ内の積分器を
構成するフィルタ、(806)は、位置情報とオブザー
バの推定位置情報との差を取り出すための比較回路、
(807)は位置情報に含まれる交流成分のみを取り出
すためのコンデンサ、(808)は推定速度情報に含ま
れる交流成分のみを出力させるためのコンデンサであ
る。
FIG. 11 shows an example of the circuit configuration of the above-described observer. In the figure, (801) is a capacitor for extracting only the AC component of the actuator drive voltage,
(802) is an amplifier for adding and amplifying the feedback signal in the observer and the drive voltage, and (803) is an amplifier for feeding back a loop simulating a spring constant in the observer, and (804) is an actuator in the observer. A filter for realizing transfer characteristics simulating viscosity and mass, (805) a filter constituting an integrator in the observer, and (806) a comparison for extracting a difference between the position information and the estimated position information of the observer. circuit,
(807) is a capacitor for extracting only the AC component included in the position information, and (808) is a capacitor for outputting only the AC component included in the estimated speed information.

【0073】図13は、上述のアクチュエータ可動部の
位置センサ(図5〜図9)と、上述の速度推定オブザー
バ(103)を用いてダンピングループ及び位置ループ
を構成し、さらに従来例にある交流磁界発生器(45)
と、交流磁界検出回路(図3)を用いた絶対高さ検出セ
ンサ(106)の出力に基づいて従来例の図35もしく
はこれを改良した図38、図43、図45、図48にお
ける絶対高さ検出回路(105)を用いて図13の位置
制御ループの低減(直流成分)を補償するように構成し
た、本発明の実施例のブロック図である。
FIG. 13 shows a damping group and a position loop formed by using the above-mentioned position sensor of the movable portion of the actuator (FIGS. 5 to 9) and the above-mentioned speed estimation observer (103). Magnetic field generator (45)
35 based on the output of the absolute height detecting sensor (106) using the AC magnetic field detecting circuit (FIG. 3) or the absolute height in FIGS. FIG. 14 is a block diagram of an embodiment of the present invention configured to compensate for the reduction (DC component) of the position control loop in FIG. 13 by using the detection circuit (105).

【0074】図14(a)は、図13のブロック図にお
けるオープンループ特性を表した図で、図14(b)
は、図13のブロック図の図14(a)とは別の補償方
式で構成された場合のオープンループ特性である。
FIG. 14A is a diagram showing the open loop characteristics in the block diagram of FIG. 13, and FIG.
Is an open-loop characteristic in a case where a compensation method different from that of FIG. 14A of the block diagram of FIG. 13 is used.

【0075】図15は、図13のブロック図における低
域補償回路(101)のブロックの細部を表したもの
で、(a)〜(b)は、各々の細部のブロックにおける
補償フィルタの伝達特性を表したものである。
FIGS. 15A and 15B show details of blocks of the low-frequency compensation circuit (101) in the block diagram of FIG. 13. FIGS. 15A and 15B show transfer characteristics of the compensation filter in each detail block. Is represented.

【0076】図16は図13のブロック図における位置
制御補償器(102)の細部を表したもので(a)〜
(b)は細部のブロックにおける各々の補償フィルタの
伝達特性を表したものである。
FIG. 16 shows details of the position control compensator (102) in the block diagram of FIG.
(B) shows the transfer characteristic of each compensation filter in a detailed block.

【0077】図17は、図13のブロック図における本
発明の実施例の制御系をソフトウェアによる演算によっ
て実現した場合のメインプログラムのフローを表したも
のである。
FIG. 17 shows a flow of a main program when the control system of the embodiment of the present invention in the block diagram of FIG. 13 is realized by an operation by software.

【0078】図18は、図13のブロック図における速
度推定オブザーバ(103)のソフトウェアによる演算
を表した速度推定オブザーバのサブルーチンプログラム
のフローである。図19は図13のブロック図における
位置制御補償器(102)のソフトウェアによる演算を
表した、位置制御補償器のサブルーチンプログラムのフ
ローである。
FIG. 18 is a flow chart of a subroutine program of the speed estimation observer representing the calculation by the software of the speed estimation observer (103) in the block diagram of FIG. FIG. 19 is a flowchart of a subroutine program of the position control compensator, which represents an operation by software of the position control compensator (102) in the block diagram of FIG.

【0079】図20は、図13における絶対高さ補正ル
ープのソフトウェアによる演算を表した絶対高さ補正サ
ブルーチンプログラムのフローである。
FIG. 20 is a flowchart of an absolute height correction subroutine program representing an operation by software of the absolute height correction loop in FIG.

【0080】図21は、上記ホールセンサによる位置検
出によって上記オブザーバを用いた制御システムを構成
した例で、図において、(508)はドラム内に内蔵さ
れた基板である。
FIG. 21 shows an example in which a control system using the observer is constructed by detecting the position by the Hall sensor. In the figure, reference numeral (508) denotes a substrate built in the drum.

【0081】図22は、光センサによるアクチュエータ
の位置検出を用いて、上述のオブザーバ回路及びドライ
バ回路を回転ドラムに内蔵しない場合の構成例を示した
もので、図において、(608)は検波回路である。
FIG. 22 shows an example of a configuration in which the above-described observer circuit and driver circuit are not built in the rotary drum by using the position detection of the actuator by the optical sensor. It is.

【0082】図23は、アクチュエータ及びトラッキン
グ制御システム及びオブザーバの極配置表したものであ
る。
FIG. 23 shows the pole arrangement of the actuator, the tracking control system, and the observer.

【0083】図24は、本発明の実施例における回転ド
ラム上の磁気ヘッド及び絶対高さ検出ヘッドのヘッド配
置を表した図である。
FIG. 24 is a diagram showing a head arrangement of a magnetic head and an absolute height detecting head on a rotating drum in an embodiment of the present invention.

【0084】図25は、本発明の実施例における回転ド
ラム内の信号伝送用の平盤形ロータリートランスのチャ
ンネル配置の一例を表したものである。
FIG. 25 shows an example of the channel arrangement of a flat rotary transformer for signal transmission in a rotary drum according to an embodiment of the present invention.

【0085】図26は、図24における各ヘッド及び絶
対高さ検出素子の配置によるテープとの接触期間をドラ
ム1回転に対し(2HR)のヘッドを基準に表したもの
である。
FIG. 26 shows the contact period with the tape by the arrangement of each head and the absolute height detecting element in FIG. 24 based on the head of (2 HR) per one rotation of the drum.

【0086】従来例におけるシステムの場合は、交流磁
界発生器(45)の取付位置が、デッキベースからの可
動ヘッド高さの絶対位置を表していた。
In the case of the conventional system, the mounting position of the AC magnetic field generator (45) indicates the absolute position of the height of the movable head from the deck base.

【0087】すなわち、従来においては、磁気ヘッドか
ら再生される2つの交流磁界発生器(45),(45
a)の出力レベルが等しくなる位置を所望の磁気ヘッド
高さとした場合、交流磁界発生器(45),(45a)
のデッキベース上での取付位置精度によって基準の絶対
高さがバラツイてしまう。また、他の固定ヘッドの高さ
を可動ヘッドの絶対高さ基準として用いることも可能で
あるが、この場合、他の固定ヘッド例えば、オーディオ
ヘッド等と同じ高さにしか制御できない。これらは、従
来例においても述べたように交流磁界発生器(45)の
発生磁界や、磁気ヘッド−ヘッドアンプの検出感度が温
度等によってバラツクため、2つの検出信号の差がゼロ
になる位置に制御するような構成とすることによって上
記バラツキの影響を除去するようにしたためである。
That is, conventionally, two AC magnetic field generators (45) and (45) reproduced from the magnetic head are used.
When the position where the output level of a) is equal is set to a desired magnetic head height, the AC magnetic field generators (45) and (45a)
The absolute height of the standard varies depending on the mounting position accuracy on the deck base. It is also possible to use the height of another fixed head as the absolute height reference of the movable head, but in this case, it is possible to control only the same height as another fixed head, for example, an audio head. These are located at positions where the difference between the two detection signals becomes zero because the magnetic field generated by the AC magnetic field generator (45) and the detection sensitivity of the magnetic head-head amplifier vary depending on temperature and the like as described in the conventional example. This is because the influence of the above-mentioned variation is eliminated by adopting a configuration for controlling.

【0088】次に、現行のVTRにおける様々な記録フ
ォーマットに対応しテープ上にフォーマット通りの記録
パターンを形成させるためには、可動ヘッドの高さを他
の固定ヘッドに対して同じ高さに制御するのではなく、
他の固定ヘッド高さからすこしずれた高さに制御しなけ
ればならない場合も生じる。この場合まず考えられるこ
とは図1にあるように2つの磁気ヘッドの高さをスペー
サ(72)を介して取り付け、例えば、広トラックピッ
チ用ヘッド(36)で磁気記録を行う場合狭トラックピ
ッチ用磁気ヘッド(35)で従来の高さ検出用交流磁界
を再生することで従来の磁気ヘッド高さ制御系を閉じる
ことにより狭トラックモード用ヘッド(35)と基準と
なる固定ヘッド(例えばオーディオ用磁気ヘッド)を同
じ高さにし、図1のスペーサ(72)の高さ分だけ広ト
ラックピッチ用ヘッドの制御後の基準高さをずらすこと
ができる。
Next, in order to correspond to various recording formats in the current VTR and form a recording pattern according to the format on the tape, the height of the movable head is controlled to be the same as the other fixed heads. Instead of
In some cases, the height must be controlled to be slightly different from the height of other fixed heads. In this case, firstly, as shown in FIG. 1, the heights of the two magnetic heads are mounted via spacers (72). For example, when magnetic recording is performed by a wide track pitch head (36), a narrow track pitch is used. By closing the conventional magnetic head height control system by reproducing the conventional magnetic field for detecting height with the magnetic head (35), the head (35) for narrow track mode and the fixed head (for example, audio 1), and the reference height after control of the wide track pitch head can be shifted by the height of the spacer (72) in FIG.

【0089】このような方法の他にも、高さ検出用の交
流磁界再生ヘッドは、実際にテープ上への磁気記録再生
を行う必要がないため、図2にあるような簡単な構成の
磁界検出器でも良く、図中のギャップやドラム表面から
のつき出し量も厳密に定める必要がない。ただし、磁気
テープをいためたりするほどつき出し量を大きくとって
はならないのは言うまでもない。このような簡単な構成
の磁界検出器(73)を可動ヘッドが制御されなければ
ならない所望の高さに機械的に取付調整を行い、記録再
生時において上記検出器(73)と可動ヘッドの高さが
等しくなるよう従来例の制御方式で制御することによっ
て、可動ヘッドの高さを所望の絶対高さにもってくるこ
とができる。
In addition to the above method, the AC magnetic field reproducing head for detecting the height does not need to actually perform magnetic recording and reproduction on the tape. A detector may be used, and it is not necessary to strictly determine the gap in the figure and the amount of protrusion from the drum surface. However, it goes without saying that the amount of protrusion must not be so large as to damage the magnetic tape. The magnetic field detector (73) having such a simple configuration is mechanically mounted and adjusted to a desired height at which the movable head must be controlled, and the height of the detector (73) and the movable head during recording / reproduction is adjusted. The height of the movable head can be brought to a desired absolute height by controlling the movable head using the conventional control method so that the heights of the movable heads become equal.

【0090】以上のような手段でもって精度良く所望絶
対高さに可動ヘッドがきているかどうかを検出すること
が可能となる。
With the above means, it is possible to accurately detect whether or not the movable head is at the desired absolute height.

【0091】以上のような交流磁界による絶対高さの検
出は外部の磁界発生コイルに流す電流をVTR内のヘッ
ドアンプ等への電磁的飛び込みによって信号劣化を生じ
させない範囲で大きくすることができる。上記のように
磁界発生コイルの発生磁界を大きくすると、検出する絶
対高さの検出感度を高めることができるため、制御シス
テムの目標値への追従精度が向上する。しかしこの場合
従来からのVTRシステムに内蔵されている信号再生ア
ンプを用いると、再生アンプのダイナミックレンジによ
って信号が飽和してしまう場合が生じる。これは、磁気
テープから再生される微小磁界よりも上記交流磁界発生
コイルからの磁界の方が極めて強いためである。そのた
め図3にあるようにロータリートランスを介して得られ
る高さ検出用交流信号を従来の再生アンプとは別のアン
プで増幅する必要がある。図3は、そのための増幅回路
図で、高さ検出信号は、検出ヘッドが、磁気テープと接
触していないドラムか裏側で得られるため、図中(7
6)のスイッチング用トランジスタを介して取り出すこ
とが可能となる。
The detection of the absolute height by the AC magnetic field as described above can increase the current flowing in the external magnetic field generating coil within a range where the signal does not deteriorate due to electromagnetic jump into the head amplifier or the like in the VTR. When the magnetic field generated by the magnetic field generating coil is increased as described above, the detection sensitivity of the absolute height to be detected can be increased, so that the accuracy of the control system following the target value is improved. However, in this case, if a signal reproducing amplifier built in a conventional VTR system is used, the signal may be saturated due to the dynamic range of the reproducing amplifier. This is because the magnetic field from the AC magnetic field generating coil is much stronger than the minute magnetic field reproduced from the magnetic tape. Therefore, as shown in FIG. 3, it is necessary to amplify the AC signal for height detection obtained via a rotary transformer by an amplifier different from a conventional reproducing amplifier. FIG. 3 is an amplifier circuit diagram for this purpose. The height detection signal is obtained from the drum or the back side where the detection head is not in contact with the magnetic tape.
It becomes possible to take out via the switching transistor of 6).

【0092】さらに図中4個のスイッチング用トランジ
スタ(76)を図中のモードのように切り換えることに
よって増幅システムを記録再生、検出、非動作とするこ
とができる。
Further, by switching the four switching transistors (76) in the figure in the mode shown in the figure, the amplification system can be set to the recording / reproducing, detection, and non-operation.

【0093】なお、記録、再生時の上記スイッチング用
トランジスタのモードは、検出ヘッドの回転位置によっ
て図4のように切り換えれば良い。なお、上述した高さ
検出信号のみしか再生しない簡単な検出器(73)の場
合の増幅回路は、図3のような構成にする必要はなく、
単にバンドパスフィルタと位置検出信号アンプの組み合
せで可能となることは当然である。
Note that the mode of the switching transistor at the time of recording and reproduction may be switched as shown in FIG. 4 according to the rotational position of the detection head. Note that the amplifier circuit in the case of the simple detector (73) that reproduces only the above-described height detection signal does not need to be configured as shown in FIG.
Naturally, this can be achieved simply by a combination of a bandpass filter and a position detection signal amplifier.

【0094】また、この時のロータリートランスにおけ
るドラム上の各ヘッド並びに絶対高さ検出用ヘッドのチ
ャンネル配置は、VTRの記録時においてテープと接触
している側の記録ヘッドに記録電流が流れているため、
ロータリートランスのチャンネル間クロストークにより
上述の交流磁界発生コイルによる絶対高さ検出信号が乱
される場合が生じる。このため、記録電流を流している
チャンネルと絶対高さを検出するチャンネルとをロータ
リートランス上で離しておく必要がある。
At this time, the head arrangement on the drum and the channel for the absolute height detecting head in the rotary transformer are such that the recording current flows through the recording head in contact with the tape during VTR recording. For,
The absolute height detection signal by the AC magnetic field generating coil may be disturbed by crosstalk between channels of the rotary transformer. For this reason, it is necessary to separate the channel through which the recording current is flowing from the channel for detecting the absolute height on the rotary transformer.

【0095】例えば、現行VHS、VTRにおいて図2
4のようなヘッド配置を有するシステムの場合例えばロ
ータリートランスのチャンネル配置は図25のようにな
る。この時上述した記録電流を流すチャンネルと高さ検
出のチャンネルとの関係をわかりやすくするため、図2
5のヘッド配置におけるヘッドとテープの摺動区間をヘ
ッド2HRを基準に表したのが図26の模式図である。
図26において、2HR、6HL、ARは、ほぼ同時に
テープと摺動しており、2HL、6HR、ALもほぼ同
時であることがわかる。よって2HR、6HL、ARが
記録中に、2HL、6HR、ALが高さ検出できるよう
(2HL、6HR、ALが記録中は上記の逆)に2H
L、6HR、ALと2HR、6HL、ARとをロータリ
ートランスのチャンネル上で離しておく必要がある。ま
た一般的にオーディオヘッドとビデオヘッドとはクロス
トークの影響をさけて離されるのが普通であるので、通
常再生時においては使わないフライングイレーズヘッド
のチャンネルや高さ検出専用の2HS、6HSのチャン
ネルとを間にはさみ、再生時はこのチャンネルのロータ
リートランス端子をショートさせることにより、現行V
TRで用いられているロータリートランスチャンネル間
クロストーク防止用のショートリングの代りとして用い
ることが可能となる。なお、ここにおいて2HSは、可
動ヘッド2Hの基準高さに調整された検出器で6HSは
可動ヘッド6Hの基準高さに調整された検出器である。
For example, in the current VHS and VTR, FIG.
In the case of a system having a head arrangement as shown in FIG. 4, for example, the channel arrangement of a rotary transformer is as shown in FIG. At this time, to make it easier to understand the relationship between the channel through which the recording current flows and the channel for detecting the height, FIG.
FIG. 26 is a schematic diagram showing the head-tape sliding section in the head arrangement of No. 5 with reference to the head 2HR.
In FIG. 26, it can be seen that 2HR, 6HL, and AR almost simultaneously slide with the tape, and 2HL, 6HR, and AL also almost simultaneously slide. Therefore, the height of 2HL, 6HR, and AL can be detected during recording of 2HR, 6HL, and AR (the reverse of the above during recording of 2HL, 6HR, and AL).
It is necessary to keep L, 6HR, AL and 2HR, 6HL, AR apart on the channel of the rotary transformer. In general, since the audio head and the video head are generally separated to avoid the influence of crosstalk, the channel of the flying erase head which is not used at the time of normal reproduction and the 2HS and 6HS channels dedicated to height detection are not used. And during playback, short-circuit the rotary transformer terminal of this channel to
This can be used as a substitute for a short ring for preventing crosstalk between rotary transformer channels used in a TR. Here, 2HS is a detector adjusted to the reference height of the movable head 2H, and 6HS is a detector adjusted to the reference height of the movable head 6H.

【0096】従来のシステムにおいては、可動ヘッドの
高さを検出する箇所がドラム1回転中1箇所しかないた
め、ドラム1回転につき1回の制御しかかけられない。
例えば、装置全体が外部振動にさらされるように車載の
システムや、携帯用のシステムにおいては、ドラム1回
転内に可動ヘッドが振動したりずれたりしてテープフォ
ーマット通りの記録ができなくなる場合も考えられる。
In the conventional system, since there is only one location for detecting the height of the movable head during one rotation of the drum, only one control can be performed per rotation of the drum.
For example, in an in-vehicle system or a portable system in which the entire apparatus is exposed to external vibration, a case may occur in which the movable head vibrates or shifts within one rotation of the drum and recording in a tape format cannot be performed. Can be

【0097】特にこれは、今後磁気記録の記録密度が向
上しトラックピッチが極めて狭くなった場合に特に問題
となってくる。そこでドラム1回転に1回の絶対高さ制
御以外に通常の可動ヘッド高さを固定し、振動等の影響
を受けにくい構成とする必要が生じる。このためには、
ドラム1回転に1回ではなく、常に可動ヘッドの高さが
検出できる手段が必要である。しかしこの場合、上述し
たドラム1回転に1回の絶対高さ検出手段をも有してい
れば特に上記常に高さが検出できるセンサの絶対値が正
確でなくてもよい。すなわち、絶対的な高さは、上記の
交流磁界発生コイルからの磁界再生によって行い1回の
絶対高さ検出から次の絶対高さ検出までの間上記常に可
動ヘッドの高さが検出できるセンサの出力が一定となる
ようにコントロールすれば、ドラム回転中の振動等に起
因するヘッドの高さずれを防ぐことが可能となるのであ
る。
This is a problem particularly when the recording density of magnetic recording is improved and the track pitch becomes extremely narrow in the future. Therefore, in addition to the absolute height control performed once per rotation of the drum, it is necessary to fix the normal movable head height so as to make the structure less susceptible to vibration and the like. To do this,
A means is required that can always detect the height of the movable head, not once per rotation of the drum. However, in this case, the absolute value of the sensor that can always detect the height may not be accurate, as long as the absolute height detecting means is provided once per rotation of the drum. That is, the absolute height is determined by reproducing the magnetic field from the AC magnetic field generating coil, and the height of the movable head can always be detected from one absolute height detection to the next absolute height detection. If the output is controlled so as to be constant, it is possible to prevent the head from shifting due to vibration or the like during rotation of the drum.

【0098】上述のようなドラム1回転内の位置制御系
可動ヘッドのポジションを検出するためのポジションセ
ンサが不可欠である。図5はその一例で、可動ヘッド
(112)の動きを検出するため、可動部(203b)
にマグネット(502)を接続し、ホールセンサ(50
3)にて、可動部(203b)におけるマグネット(5
02)が近づいたり遠ざかったりすることによる磁束密
度の値を検出し、増幅器(504)の出力として取り出
すことにより、可動部の位置を検出することができる。
この際、マグネット(502)は、透磁率の高い部材で
構成されたマグネットホルダー(501)にて囲われ、
漏れ磁束が磁気ヘッド(112)へ影響しないような構
成としている。さらに、図6は図5の変形例で、アクチ
ュエータの可動部のうち磁気ヘッドがついていない側の
ジンバルバネ(203a)にマグネット(505)を固
定し、ヨーク(202)にあけた穴からアクチュエータ
外部に漏れてくるマグネット(505)の磁束を、基板
(507)上に固定したホールセンサ(506)により
検出する構成としている。ここにおいて、マグネット
(505)からの磁束の強さが可動部の位置を表すこと
になり、これは図5の場合と同じである。この変形例で
は磁気ヘッド(112)へのマグネット(505)の漏
れ磁束の影響は考えなくても良い。
A position sensor for detecting the position of the position control movable head within one rotation of the drum as described above is indispensable. FIG. 5 shows an example of the movable part (203b) for detecting the movement of the movable head (112).
To the Hall sensor (50)
In 3), the magnet (5) in the movable portion (203b)
The position of the movable part can be detected by detecting the value of the magnetic flux density due to approaching or moving away of the moving part 02) and extracting the value as the output of the amplifier (504).
At this time, the magnet (502) is surrounded by a magnet holder (501) made of a member having high magnetic permeability.
The configuration is such that the leakage magnetic flux does not affect the magnetic head (112). FIG. 6 shows a modification of FIG. 5, in which a magnet (505) is fixed to a gimbal spring (203a) on the side of the movable part of the actuator that does not have a magnetic head, and the actuator is moved from the hole formed in the yoke (202) to the outside of the actuator. The leakage magnetic flux of the magnet (505) is detected by a Hall sensor (506) fixed on the substrate (507). Here, the intensity of the magnetic flux from the magnet (505) indicates the position of the movable part, which is the same as in FIG. In this modification, it is not necessary to consider the influence of the leakage magnetic flux of the magnet (505) on the magnetic head (112).

【0099】以上のような磁気的な位置検出手段以外に
も、光学的な位置検出手段による方法もある。例えば、
図7はその一例で、アクチュエータの固定側に取り付け
られた発光部(601)からの光(この場合は、レンズ
により平行光になっている)を、可動部に取り付けられ
た2分割フォトダイオードなどによる受光部(602)
により検出している。可動部が動くと2分割のフォトダ
イオード(602)の片側に当たる光量がもう一方より
多くなることから、それぞれのフォトダイオード(60
2)の光電流の差を取ることにより可動部の位置を検出
することが可能である。さらに、図7を変形した例が図
8で、可動部には光を反射するミラー(606)が取り
付けられているだけで、発光部(601)とフォトダイ
オードなどによる受光部(602)は、固定側に付いて
いる。この場合もLEDあるいは半導体レーザ等により
構成される発光素子(605)からの光はレンズ(60
3)により平行光になされる。この時、平行光を得るた
めには発光素子(605)はレンズ(603)の後方焦
点位置に配置する必要がある。図8の光学式センサは図
9のような原理で位置検出がなされる。
In addition to the above magnetic position detecting means, there is a method using an optical position detecting means. For example,
FIG. 7 shows an example in which light (in this case, parallel light by a lens) from a light emitting unit (601) attached to a fixed side of an actuator is converted into a two-part photodiode or the like attached to a movable unit. Light receiving unit (602)
Detected by When the movable part moves, the amount of light falling on one side of the two-divided photodiode (602) becomes larger than that of the other, so that each photodiode (60
The position of the movable part can be detected by taking the difference between the photocurrents in 2). FIG. 8 is a modified example of FIG. 7, in which only a mirror (606) for reflecting light is attached to the movable portion, and the light emitting portion (601) and the light receiving portion (602) including a photodiode are provided. On the fixed side. Also in this case, the light from the light emitting element (605) composed of an LED or a semiconductor laser is used for the lens (60).
3) is made into parallel light. At this time, in order to obtain parallel light, the light emitting element (605) needs to be disposed at the rear focal position of the lens (603). The optical sensor shown in FIG. 8 performs position detection based on the principle shown in FIG.

【0100】図9において、可動部と一体となっている
ミラー(606)が平行に移動すると(この場合、ジン
バルバネ等により一軸方向のみしか動かないように規制
されているため)、出射される平行光は受光部(60
2)上を可動部の移動と共に平行移動するため、図7と
同様に例えば2分割フォトダイオード(602)のそれ
ぞれの光電流量に差が生じ、差動増幅器(607)の出
力として位置検出信号が得られる。光学的位置検出手段
は、上述のような方法以外にも、発光部を可動部に取り
着け、受光側が固定部にあっても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。
In FIG. 9, when the mirror (606) integrated with the movable portion moves in parallel (in this case, it is regulated by a gimbal spring or the like so as to move only in one axial direction), the emitted parallel light is emitted. Light is received by the light receiving section (60
2) Since it moves in parallel with the movement of the movable part, there is a difference between the photoelectric flow rates of the two-part photodiodes (602), for example, as in FIG. 7, and the position detection signal is output as the output of the differential amplifier (607). can get. It is needless to say that the same effect can be obtained by attaching the light emitting section to the movable section and setting the light receiving side to the fixed section in addition to the above-described method.

【0101】また、上述のような磁気的あるいは光学的
位置検出手段の他にも、可動ヘッドアクチュエータの板
バネ、あるいはジンバルバネに、歪むと磁気抵抗が変化
する。一般的に歪ゲージと呼ばれる素子を貼り付けるこ
とによって、板バネもしくはジンバルバネの変形を抵抗
値の変化として検出し、例えば、上述の歪ゲージに一定
電流を流した時の電圧の変化を読むか、一定電圧を加え
た時に歪ゲージと直列に挿入した電流検出用抵抗の両端
の電圧を読むなどして、可動部の位置を検出する方法も
可能である。また、可動部付近に容量を検出するセンサ
を用意し、さらに上記容量センサと可動部との距離が、
可動部の移動に伴い変化するように配置し、容量センサ
の容量を電気的に検出することにより可動部の位置を検
出することも可能である。また、従来のバイモルフ型ア
クチュエータを用いる場合においては、従来例で示すよ
うにバイモルフの一部を切ることによりバイモルフ変位
量における直流成分以外の量を取り出すことが可能であ
ることも言うまでもない。この場合、変位出力に直流成
分は含まれないが、ドラム1回転内の可動ヘッドの位置
制御において必ずしも直流成分を必要としないため、位
置制御に用いる位置検出信号として入力することが可能
である。
Further, in addition to the magnetic or optical position detecting means as described above, the magnetic resistance changes when distorted by a leaf spring or a gimbal spring of the movable head actuator. By attaching an element generally called a strain gauge, the deformation of the leaf spring or the gimbal spring is detected as a change in the resistance value.For example, a change in the voltage when a constant current is applied to the above-described strain gauge is read or It is also possible to detect the position of the movable part by reading the voltage across the current detection resistor inserted in series with the strain gauge when a constant voltage is applied. In addition, a sensor that detects a capacitance near the movable part is prepared, and the distance between the capacitance sensor and the movable part is
The position of the movable portion can be detected by arranging the movable portion so as to change with the movement of the movable portion and electrically detecting the capacitance of the capacitance sensor. When a conventional bimorph actuator is used, it is needless to say that an amount other than the DC component in the bimorph displacement can be taken out by cutting a part of the bimorph as shown in the conventional example. In this case, a DC component is not included in the displacement output, but a DC component is not necessarily required for position control of the movable head within one rotation of the drum, and thus can be input as a position detection signal used for position control.

【0102】また、上記のような可動ヘッドの高さを常
に検出できる位置センサの出力を利用し、以下のような
電気的な速度推定手段によりダンピングループを構成
し、アクチュエータの有する機械共振を抑圧し、可動ヘ
ッドの高さを制御する時の制御性を向上させ外部振動に
対して振動しにくくすることも可能である。特に、上述
した常に検出できる位置センサの出力に基づいて構成し
た位置制御ループにおいて、可動ヘッドアクチュエータ
の機械共振により位置ループの制御帯域が低く制限され
てしまうのを防ぐ効果がある。
Further, by utilizing the output of the position sensor capable of constantly detecting the height of the movable head as described above, a damping pin group is formed by the following electric speed estimating means to suppress the mechanical resonance of the actuator. However, it is also possible to improve the controllability when controlling the height of the movable head and make it difficult to vibrate against external vibration. In particular, in the position control loop configured based on the output of the position sensor which can be always detected, there is an effect of preventing the control band of the position loop from being limited low by the mechanical resonance of the movable head actuator.

【0103】さらにドラム内で磁気ヘッドを動かすに
は、1軸方向、すなわちドラムの回転軸と平行な方向に
のみ動かしてやることが必要で、従来例で示したバイモ
ルフ型や電磁駆動型にみられるような片持ち部材もしく
は板バネ形状のような構成とし、駆動部と磁気ヘッドを
離したり、もしくは、板状の先端にヘッドを取り付ける
必要があった。
Further, in order to move the magnetic head in the drum, it is necessary to move the magnetic head only in one axis direction, that is, in a direction parallel to the rotation axis of the drum, which is seen in the bimorph type and the electromagnetic drive type shown in the conventional examples. Such a cantilever member or a leaf spring-shaped configuration is required, and it is necessary to separate the drive unit from the magnetic head or to attach the head to a plate-like tip.

【0104】このため、従来例のバイモルフ型アクチュ
エータの場合や電磁駆動型アクチュエータの場合におけ
るアクチュエータの伝達特性(変位−駆動電圧もしくは
電流特性)に見られるように、板バネ構成特有の大きな
機械共振が存在していた。
For this reason, as can be seen from the transfer characteristics (displacement-drive voltage or current characteristics) of the actuator in the case of the conventional bimorph type actuator or the case of the electromagnetic drive type actuator, a large mechanical resonance peculiar to the leaf spring configuration is observed. Existed.

【0105】この大きな機械共振は、共振周波数付近に
おいて位相を180°回すため、例えば位相遅れ補償を
施した位置制御システムを構成する場合、1次共振周波
数より十分低い周波数、一般的には1次共振周波数の1
/10〜1/数10程度までしか制御帯域が取れなかっ
た。何故ならば、第1には、上記共振付近の位相回りの
影響によって制御系の位相余裕が十分に確保できず、第
2に共振ピークゲインが大きいと、制御帯域周波数以降
におけるゲイン余裕量(一般的には、制御帯域周波数よ
り高い周波数領域における位相が−180°となる周波
数での制御系オープンループゲインが−10〜−20d
Bになる必要がある)が共振ピークゲインにより小さく
なり、これらにより制御システムが不安定となるからで
ある。また、位相進み補償を施して1次共振と2次との
間に制御帯域を持ってくる場合は、1次機械共振周波数
と2次共振もしくは反共振周波数が十分に離れている必
要があり、VTRの可動磁気ヘッドのアクチュエータに
見られるような板バネ形状の可動部を有するシステムで
は、1次共振と2次以降との周波数差が取れず、上記進
み補償はあまり用いられない。そこで、VTRの可動磁
気ヘッドアクチュエータ特有の大きな機械共振特性を電
気的にダンピングして制御性の良いアクチュエータに変
える必要が生じる。しかし、従来例にみられるように微
分回路で構成したのでは、位置センサのノイズを増幅
し、却ってトラッキング制御性能が劣化してしまってい
た。そこで、図10にみられるように、積分回路を用い
た状態推定器(以下オブザーバと略す)によってアクチ
ュエータ速度を推定すれば、ノイズを増幅することもな
く、また、後述する理由で、高次機械共振の影響も取り
除くことができる。図10の伝達関数表現されたオブザ
ーバは、現代制御理論における同一次元オブザーバの構
成の一例で、オブザーバ回路内においては、ドライブア
ンプ(303)〜アクチュエータ機構部(301)まで
の特性を模擬する等価回路(305)〜(307)が挿
入されている。図において、実際のドライブアンプ(3
03)に入力する駆動電圧は、オブザーバ内の上記等価
回路にも入力され、等価回路出力として図中a点にアク
チュエータの位置を等価回路入力から推定した信号が出
力される。一方、実際のアクチュエータの変位を、後述
するセンサ等で実測した信号が図中b点に出力され、そ
の差、すなわちb−aが推定誤差として取り出される。
オブザーバ内で等価回路を形成している回路の伝達特性
は、この場合2次の積分特性を有しており、初期状態ま
でも実際のアクチュエータにおける積分特性を模擬して
いないことや、実際のアクチュエータには積分特性の手
前に外乱が入力されるにも拘らず、等価回路では外乱ま
で模擬できない等の理由から、周波数特性に関しては、
実際のアクチュエータ特性と等価回路が同じでも、動特
性(等価回路の出力値における各時間経過毎の値)は同
じにならない。このため、上記推定誤差が収束してゼロ
になるよう、F1とF2のゲイン(308),(30
9)によりフィードバックがかけられている。従って、
ある時間経過後は、オブザーバ内フィードバックゲイン
の作用により推定誤差がゼロに収束するため等価回路出
力である推定位置aと実測位置bは等しくなり、この
時、積分器(307)の手前、すなわち1/(C+Ms
)のブロック(306)の出力であるアクチュエータ
速度に相当する部分(回路上、位置の微分となっている
ため速度に相当する)は、実際のアクチュエータ速度に
等しくなっている。
Since this large mechanical resonance rotates the phase by 180 ° near the resonance frequency, for example, when configuring a position control system with phase lag compensation, a frequency sufficiently lower than the primary resonance frequency, generally the primary resonance frequency, 1 of resonance frequency
A control band could only be obtained up to about / 10 to 1 / several tens. First, when the phase margin of the control system cannot be sufficiently secured due to the influence of the phase around the resonance, and secondly, when the resonance peak gain is large, the gain margin after the control band frequency (generally, Specifically, the control system open-loop gain at a frequency at which the phase is −180 ° in a frequency region higher than the control band frequency is −10 to −20 d.
B needs to be smaller) due to the resonance peak gain, which makes the control system unstable. Further, when a control band is provided between the primary resonance and the secondary by performing phase lead compensation, the primary mechanical resonance frequency and the secondary resonance or antiresonance frequency need to be sufficiently separated from each other. In a system having a leaf spring-shaped movable portion as seen in an actuator of a movable magnetic head of a VTR, a frequency difference between the primary resonance and the second and subsequent frequencies cannot be obtained, and the lead compensation is not often used. Therefore, it is necessary to electrically dampen a large mechanical resonance characteristic peculiar to the movable magnetic head actuator of the VTR to change the actuator to a controllable actuator with good controllability. However, when a differential circuit is used as in the conventional example, the noise of the position sensor is amplified, and the tracking control performance is rather deteriorated. Therefore, as shown in FIG. 10, when the actuator speed is estimated by a state estimator (hereinafter, abbreviated as an observer) using an integrating circuit, noise is not amplified, and for a reason to be described later, a higher-order machine is not used. The effect of resonance can also be eliminated. The observer represented by the transfer function in FIG. 10 is an example of the configuration of the same-dimensional observer in modern control theory. In the observer circuit, an equivalent circuit simulating the characteristics from the drive amplifier (303) to the actuator mechanism (301). (305) to (307) are inserted. In the figure, the actual drive amplifier (3
The drive voltage input to the observer 03) is also input to the equivalent circuit in the observer, and a signal obtained by estimating the position of the actuator from the input of the equivalent circuit is output at point a in the figure as an equivalent circuit output. On the other hand, a signal obtained by actually measuring the actual displacement of the actuator by a sensor or the like to be described later is output to a point b in the figure, and the difference, that is, ba is extracted as an estimation error.
In this case, the transfer characteristic of the circuit forming the equivalent circuit in the observer has a quadratic integral characteristic, and it does not simulate the integral characteristic of the actual actuator until the initial state. In spite of the fact that a disturbance is input before the integral characteristic, the equivalent circuit cannot simulate the disturbance.
Even if the actual actuator characteristics and the equivalent circuit are the same, the dynamic characteristics (the values of the output values of the equivalent circuit for each time) do not become the same. Therefore, the gains (308) and (30) of F1 and F2 are set so that the estimation error converges to zero.
Feedback is given by 9). Therefore,
After a certain period of time, the estimation error converges to zero due to the effect of the feedback gain in the observer, so that the estimated position a, which is the equivalent circuit output, and the actually measured position b become equal. / (C + Ms
The portion corresponding to the actuator speed which is the output of the block (306) (corresponding to the speed due to the position differential in the circuit) is equal to the actual actuator speed.

【0106】上述のような原理で推定したアクチュエー
タ速度を、F3のゲイン(310)で元の制御ループに
フィードバックすると、速度フィードバックループが新
たに構成されたこととなり(現代制御理論におけるレギ
ュレータの構成と同じ)、アクチュエータの機械共振特
性にダンピングがかかる。図11は、上記のことを証明
するアクチュエータ周波数特性の実測図で、オブザーバ
を構成し、速度フィードバックを施した場合の特性は、
ダンピングがかかり、共振ピークゲインが小さくなる。
以上の速度推定オブザーバは、現代制御理論の同一次元
オブザーバで構成した場合について説明したが、最小次
元オブザーバで構成しても同様の効果が得られることは
言うまでもない。この場合、上述したような等価回路と
いったものは存在せず、アクチュエータ特性を状態方程
式で表現した式を、一般的な最小次元オブザーバ構成ア
ルゴリズム(例えばゴピナスの最小次元オブザーバ)に
よって解いた結果をそのまま回路で実現する。また、こ
こにおいて、同一次元オブザーバにおけるF1ゲイン
(308)、F2ゲイン(309)の設定は、 M:アクチュエータ可動部 k:アクチュエータ質量 C:アクチュエータ粘性 (x1 〜):アクチュエータ推定位置 (x2 〜):アクチュエータ推定位置 u:入力 Ce :推定誤差 (y〜):オブザーバ出力 とすると、アクチュエータ状態方程式は
When the actuator speed estimated on the basis of the above principle is fed back to the original control loop with the gain (310) of F3, a speed feedback loop is newly formed (the structure of the regulator in the modern control theory and the speed feedback loop). Same), damping is applied to the mechanical resonance characteristics of the actuator. FIG. 11 is an actual measurement diagram of the actuator frequency characteristic which proves the above. The characteristic when an observer is configured and the speed feedback is performed is as follows.
Damping is applied, and the resonance peak gain is reduced.
Although the above-described speed estimation observer has been described as being configured with the same-dimensional observer of modern control theory, it is needless to say that the same effect can be obtained by configuring with the minimum-dimensional observer. In this case, there is no equivalent circuit as described above, and a result obtained by solving an expression expressing the actuator characteristics by a state equation by a general minimum-dimensional observer construction algorithm (for example, Gopinas minimum-dimensional observer) is used as a circuit. Is realized. Here, the F1 gain (308) and the F2 gain (309) in the same-dimensional observer are set as follows: M: Actuator movable part k: Actuator mass C: Actuator viscosity (x 1- ): Actuator estimated position (x 2- ): Estimated actuator position u: Input C e : Estimation error (y ~): Observer output

【0107】[0107]

【数1】 (Equation 1)

【0108】となり、現代制御理論における任意極配置
の定義によりオブザーバの極を−α1 、−α2 とする
と、F1,F2の値は
Assuming that the observer poles are −α 1 and −α 2 according to the definition of an arbitrary pole arrangement in modern control theory, the values of F1 and F2 are

【0109】[0109]

【数2】 (Equation 2)

【0110】を満たすF1,F2を求めれば良いことに
なる。
It suffices to find F1 and F2 that satisfy the conditions.

【0111】しかし、オブザーバ内におけるF1ゲイン
(308)を含むループとF2ゲイン(309)を含む
ループの収束は、トラッキング制御系全体の収束よりも
十分速い必要があるため、式2におけるα1 とα2 の値
は、図23の極位置(制御理論においてシステムの応答
を表現する図)において、レギュレータシステムの極
(トラッキング制御システムの極)よりも十分左側(負
の実数値が大きい側=収束が速い側)に設定する必要が
ある。
[0111] However, the convergence of the loop including the loop and F2 gain (309) containing the F1 gain (308) in the observer, because of the fast enough required than the convergence of the overall tracking control system, and alpha 1 in Formula 2 The value of α 2 at the pole position in FIG. 23 (a diagram expressing the response of the system in the control theory) is sufficiently to the left of the pole of the regulator system (the pole of the tracking control system) (the side with a larger negative real value = convergence). Must be set to the fast side).

【0112】実際のオブザーバ回路は、例えば、アナロ
グ回路で構成した場合、図12のように実現される。ア
ナログ差動増幅器等では温度ドリフト等によりオフセッ
トが発生しやすいため、アナログ回路で構成する場合、
オブザーバ回路へのアクチュエータ駆動電圧入力や、位
置センサからの位置情報入力において直流成分を除去す
るコンデンサ(801),(807)を挿入した方が望
ましい。何故なら、トラッキング制御システムにおいて
主にダンピングをかける必要がある周波数領域は、機械
共振が存在する周波数付近であるため、直流分は必要な
いからである。図12の回路は、図10のオブザーバ伝
達特性をそのまま模擬したもので、図10中のR、K
d、Kt、k、F1、F2は、そのままオペアンプの増
幅ゲインとして図12中に存在し、1/(C+Ms )の
ブロック(306)はオペアンプ(804)のアクティ
ブフィルタで構成され、積分器(307)はオペアンプ
(805)の積分器として構成されている。また、図1
0中のa−bの減算部分はオペアンプ(806)にて構
成され、オペアンプ(806)の出力がそれぞれ図10
のF1、F2に相当するゲインを有し、オブザーバ等価
回路のオペアンプ(802)〜(805)にフィードバ
ックされる構成となっている。また、図12の構成にお
いては、オペアンプ(803),(804)を1つのア
クティブフィルタとして構成し、オペアンプを1つ省略
することも可能である。
The actual observer circuit is realized as shown in FIG. 12, for example, when it is constituted by an analog circuit. In analog differential amplifiers and the like, offset tends to occur due to temperature drift, etc.
It is preferable to insert capacitors (801) and (807) for removing a DC component in inputting an actuator drive voltage to the observer circuit and inputting position information from the position sensor. This is because the frequency region in the tracking control system that mainly needs to be damped is near the frequency where mechanical resonance exists, and therefore does not require a DC component. The circuit of FIG. 12 simulates the observer transfer characteristic of FIG. 10 as it is.
12, d, Kt, k, F1, and F2 exist as they are as the amplification gains of the operational amplifier in FIG. 12, and the block (306) of 1 / (C + Ms) is configured by the active filter of the operational amplifier (804). ) Is configured as an integrator of the operational amplifier (805). FIG.
The subtraction part of ab in 0 is constituted by an operational amplifier (806), and the output of the operational amplifier (806) is shown in FIG.
And gains corresponding to F1 and F2, and are fed back to the operational amplifiers (802) to (805) of the observer equivalent circuit. In the configuration of FIG. 12, the operational amplifiers (803) and (804) may be configured as one active filter, and one operational amplifier may be omitted.

【0113】上記の構成はアナログ回路でオブザーバを
構成した一例について示したが、後述するようにマイク
ロコントローラ等におけるソフトウェアにて図10の伝
達関数表現をソフトウェアで記述しても同様の効果が得
られる。
The above configuration has been described with respect to an example in which the observer is configured by an analog circuit. However, the same effect can be obtained by describing the transfer function expression of FIG. 10 by software in a microcontroller or the like as described later. .

【0114】以上のようにして可動ヘッドの高さを検出
するセンサと交流磁界発生コイルを用いた絶対高さ検出
センサの両方を用いて構成される可動ヘッドの高さ制御
方式のブロック図は、図13のように表される。図中速
度推定オブザーバ(103)によるダンピングループに
よりアクチュエータ(107)の制御性が向上され、こ
れに位置制御補償器を有する位置制御ループが構成され
る。さらに位置制御ループの直流成分である絶対高さ
は、交流磁界発生コイル等で構成される絶対高さ補正ル
ープにより補正される。
A block diagram of a movable head height control system constituted by using both the sensor for detecting the height of the movable head as described above and the absolute height detection sensor using an AC magnetic field generating coil is shown in FIG. It is represented as shown in FIG. In the drawing, the controllability of the actuator (107) is improved by the damping pin group by the speed estimation observer (103), and a position control loop having a position control compensator is configured in this. Further, the absolute height, which is a DC component of the position control loop, is corrected by an absolute height correction loop including an AC magnetic field generating coil and the like.

【0115】当然ながら、図13のシステムにおいて、
位置制御ループとダンピング制御ループがない場合、ド
ラム1回転毎の絶対値高さ制御のみとなり1回転中の高
さずれが生じやすくなる。また、ダンピングループのみ
がない場合位置制御ループの帯域が上げられず、1回転
中の高さずれ抑圧率が弱まり、振動しやすくなる。ま
た、位置制御ループのみがない場合は振動はしにくいが
1回転中の高さずれ抑圧率はほとんどなくなる。しかし
上述したように絶対高さ補正ループに対し、上記2つの
マイナーループが各々削除されても、アクチュエータ可
動部の器械的特性が、剛性が高かったり、粘性が大きか
ったりした場合は、問題がなく、上記したような図13
における各々のマイナーループが削除された場合でも実
現できる。図13のシステムにおいては、絶対高さの補
正ループと、ダンピングループ込みの位置制御ループの
オープンループのゲイン特性を、低周波側で絶対高さ補
正ループの方を大きく、高周波側で任意ループ系を大き
くすることにより、可動ヘッドがドラム回転中常に絶対
高さに制御されるシステムが実現できる。
As a matter of course, in the system of FIG.
If there is no position control loop and no damping control loop, only the absolute value height control is performed for each rotation of the drum, and the height shift during one rotation is likely to occur. Further, when only the damping group is not provided, the band of the position control loop cannot be increased, and the height deviation suppression rate during one rotation is weakened, so that the vibration becomes easy. When only the position control loop is not provided, the vibration is hard to occur, but the height deviation suppression rate during one rotation hardly occurs. However, as described above, even if the above-mentioned two minor loops are deleted from the absolute height correction loop, there is no problem if the mechanical characteristics of the actuator movable portion are high in rigidity or high in viscosity. FIG. 13 as described above.
This can be realized even when each minor loop in is deleted. In the system of FIG. 13, the gain characteristics of the absolute height correction loop and the open loop of the position control loop including the damping pin group are set such that the absolute height correction loop is larger on the low frequency side and the arbitrary loop system is higher on the high frequency side. By increasing the value, a system in which the movable head is always controlled to the absolute height during the rotation of the drum can be realized.

【0116】この場合、図14(a)のように絶対高さ
制御ループのゲインを2次遅れ形として低域補償する方
法と図14(b)のように位置制御ループの直流成分を
カットし、低域側でゲインを下げる方法とがある。
In this case, as shown in FIG. 14 (a), the gain of the absolute height control loop is low-order compensated as a second-order lag type, and the DC component of the position control loop is cut as shown in FIG. 14 (b). There is a method of lowering the gain on the low frequency side.

【0117】例えば図14(a)のようなオープンルー
プ特性を実現するためには図13の低域補償回路におい
て例えば図15のような周波数特性を有するフィルタを
挿入する必要がある。
For example, in order to realize an open-loop characteristic as shown in FIG. 14A, it is necessary to insert a filter having a frequency characteristic as shown in FIG. 15 in the low-frequency compensation circuit shown in FIG.

【0118】これは各々の(a)ラグリードフィルタ (b)ローパスフィルタ(1次) (c)ローパスフィルタ(2次) であり、一般的に良く知られているものである。また位
置制御補償器においても例えば図16のように構成する
必要があり図中 (a)ローパスフィルタ (b)ハイパスフィルタ として良く知られているものである。これらはコンデン
サと抵抗によるアナログ回路や、ディジタルフィルタに
よって容易に実現できることは言うまでもない。また各
々の補償器においては、ゲイン補償用のアンプゲインを
記入していないか、図14を実現するためには所望のゲ
イン補償が各々必要であることは言うまでもない。
These are (a) a lag-lead filter, (b) a low-pass filter (first order), and (c) a low-pass filter (second order), which are generally well known. The position control compensator also needs to be configured as shown in FIG. 16, for example, and is well known as (a) low-pass filter and (b) high-pass filter in the figure. Needless to say, these can be easily realized by an analog circuit using a capacitor and a resistor or a digital filter. In each compensator, it is needless to say that an amplifier gain for gain compensation is not entered or desired gain compensation is required to realize FIG.

【0119】図13のシステムはアナログ回路でもって
構成できることは勿論であるが、高速なディジタル演算
器例えばマイクロプロセッサ等を用いてソフトウェア上
で制御系を実現することも可能である。例えば図17
は、図13の位置制御システムをソフトウェアで構成し
た場合のブロック図のメインフローで計算の周期を指令
するクロック毎に速度推定オブザーバの計算サブルーチ
ン、位置制御系特に位置制御補償器の計算サブルーチ
ン、絶対高さ補正系特に絶対高さ検出及び低域補償の計
算サブルーチンを順次計算し、最初の2つのサブルーチ
ンの計算結果を絶対高さ補正指令より減算することで、
アクチュエータドライブ指令値を得る構成となってい
る。
The system shown in FIG. 13 can of course be constituted by an analog circuit, but it is also possible to realize a control system on software using a high-speed digital arithmetic unit such as a microprocessor. For example, FIG.
In the main flow of the block diagram in the case where the position control system of FIG. 13 is configured by software, a calculation subroutine of a speed estimation observer is performed for each clock that commands a calculation cycle, a position control system, especially a calculation subroutine of a position control compensator, By sequentially calculating the height correction system, particularly the calculation subroutine for absolute height detection and low frequency compensation, and subtracting the calculation results of the first two subroutines from the absolute height correction command,
The actuator drive command value is obtained.

【0120】各々のサブルーチンについては以下のよう
に計算される。まずオブザーバの計算が図18に表わさ
れるようにK1 〜K5 に定数(Kd・KA )/R、K、
1 、F2 ,F3 を設定し順次変数A〜Bを計算する手
順となっている。変数A〜Bは図10のオブザーバブロ
ック図における各信号ライン上の表示値A〜Bに相当す
る。
Each subroutine is calculated as follows. First, as shown in FIG. 18, the calculation of the observer is performed by setting K 1 to K 5 to constants (Kd · K A ) / R, K,
In this procedure, F 1 , F 2 , and F 3 are set, and variables A and B are sequentially calculated. Variables A and B correspond to display values A and B on each signal line in the observer block diagram of FIG.

【0121】図19は位置制御補償部(102)のサブ
ルーチンで、アクチュエータ高さ情報を2つのディジタ
ルフィルタを通して計算して出力する構成となってい
る。
FIG. 19 shows a subroutine of the position control compensator (102), which is configured to calculate and output actuator height information through two digital filters.

【0122】図20は絶対高さ補正のサブルーチンでカ
ウンタ値Pを用いて絶対高さを情報Z1 −Z2 の値をP
回平均した後ディジタルフィルタにより低域補償し、出
力する構成となっている。
FIG. 20 shows a subroutine for absolute height correction, in which the absolute value is calculated using the counter value P and the value of the information Z 1 -Z 2 as P.
After the averaging, the digital filter performs low-frequency compensation and outputs the result.

【0123】ここにおいて上記のZ1 、Z2 は、従来例
の2つの交流磁界発生コイル出力を、実施例の絶対高さ
検出用ヘッド(73)及び可動ヘッド等で拾い、図3の
増幅回路で増幅後検波し、ピークホールドもしくはサン
プルホールドしたものを上記2つの交流磁界発生コイル
の各々につきZ1 及びZ2 として上記マイクロプロセッ
サにA/D変換して入力したものである。
Here, the above Z 1 and Z 2 pick up the output of the two AC magnetic field generating coils of the prior art by the absolute height detecting head (73) and the movable head of the embodiment, and the amplifier circuit of FIG. in detection and amplified, in which a material obtained by peak hold or sample-and-hold entered through a / D converter to the microprocessor as Z 1 and Z 2 for each of the two AC magnetic field generating coil.

【0124】以上のような可動ヘッドの位置制御システ
ムは、例えば図21のようなハードウェアで構成するこ
とが可能である。可動ヘッドのポジションをポジション
センサで検出する場合、ポジションの検出信号が、ロー
タリートランスのチャンネル数の制限や、スリップリン
グ(411)に介在する摺動ノイズの影響を考えてドラ
ム外に取り出すことができない場合がある。この場合、
図21のようにドラム内蔵の回路基板内にアクチュエー
タのドライバ(401)と、上述の速度推定オブザーバ
(402)を構成し、電気的ダンピング込みのアクチュ
エータをスリップリング(411)を介してドラム外か
ら制御する形として実現することができる。
The movable head position control system as described above can be constituted by hardware as shown in FIG. 21, for example. When the position of the movable head is detected by the position sensor, the position detection signal cannot be taken out of the drum in consideration of the limitation of the number of channels of the rotary transformer and the effect of sliding noise interposed in the slip ring (411). There are cases. in this case,
As shown in FIG. 21, an actuator driver (401) and the above-described speed estimation observer (402) are formed in a circuit board with a built-in drum, and an actuator including electric damping is externally connected to the actuator via a slip ring (411). It can be realized as a controlled form.

【0125】一方、位置検出信号を回転ドラム外に取り
出し、位置制御回路及びドライバをドラム外で構成する
ことも可能である。例えば、図22がその一例で、光セ
ンサの発光素子(605)であるLEDもしくはレーザ
を図中の駆動信号により点滅駆動させる。この際、点滅
の周波数は、オブザーバ帯域よりも十分高く、また、ロ
ータリートランス(412)の通過可能周波数範囲とす
る。図では、スリップリング(411)により発光素子
(605)の駆動信号を送っているが、容量の大きなロ
タリートランスにて駆動信号を伝送するか、電源のみ別
の手段(容量の大きいロータリートランスもしくはスリ
ップリング)にて供給し、指令信号のみを送る方法でも
同様に点滅駆動させることができる。
On the other hand, it is also possible to take out the position detection signal outside the rotary drum, and configure the position control circuit and the driver outside the drum. For example, FIG. 22 shows an example in which an LED or a laser as a light emitting element (605) of an optical sensor is driven to blink by a drive signal in the figure. At this time, the blinking frequency is sufficiently higher than the observer band, and is set to a frequency range in which the rotary transformer (412) can pass. In the figure, the drive signal of the light emitting element (605) is transmitted by the slip ring (411). However, the drive signal is transmitted by a rotary transformer having a large capacity, or a power source alone is used (a rotary transformer or a slip having a large capacity). In the same manner, a method in which the light is supplied by a ring and only the command signal is sent can be driven to blink.

【0126】このようにして点滅駆動された光は、ミラ
ー(606)を介して受光素子(602)にて交流の光
電流に変換される。この光電流はロータリートランス通
過可能な周波数領域における光電流信号であるため、容
易にロータリートランス(412)を通過し、回転ドラ
ム外の検波回路(608)にて受光素子(602)の受
光光量に変換され、差動アンプ(607)にてアクチュ
エータ可動部の変位量として取り出すことができる。
The light that has been thus turned on and off is converted into an AC photocurrent by the light receiving element (602) via the mirror (606). Since this photocurrent is a photocurrent signal in a frequency region that can pass through the rotary transformer, the photocurrent easily passes through the rotary transformer (412) and is detected by the detection circuit (608) outside the rotary drum by the amount of light received by the light receiving element (602). It is converted and can be taken out by the differential amplifier (607) as the displacement amount of the actuator movable part.

【0127】また、図22のような光センサの場合でな
くても、上述した容量式センサの場合は、センサの持つ
容量とコイルを用意し、LC発振回路となるような構成
とし、上記発振回路からの交流信号をロータリートラン
ス外に取り出した後、周波数−電圧変換(F/V変換)
を行い、可動部位置信号を取り出してもよい。また、こ
のような方法以外にも、ドラム内に用意した電圧−周波
数変換(FM変調)回路、もしくは電圧−パルス幅変換
(PWM変調)回路、もしくは電圧−交流振幅変換(A
M変調)回路等により、ロータリートランス(412)
を介してドラム外に取り出しても同様の効果が得られる
ことは言うまでもない。
Further, even in the case of the above-mentioned capacitive type sensor, even if it is not the case of the optical sensor as shown in FIG. After extracting the AC signal from the circuit to the outside of the rotary transformer, frequency-voltage conversion (F / V conversion)
May be performed to extract the movable portion position signal. In addition to such a method, a voltage-frequency conversion (FM modulation) circuit, a voltage-pulse width conversion (PWM modulation) circuit, or a voltage-AC amplitude conversion (A
(M modulation) circuit, etc., the rotary transformer (412)
It goes without saying that the same effect can be obtained even if the sheet is taken out of the drum via the.

【0128】以上のように可動部の位置信号が常にロー
タリートランスの外部に取り出される場合は、上述した
ソフトウェアのアルゴリズムでも実現できるしアナログ
回路による構成も可能である。しかし、回転ドラム上に
配置したオブザーバ回路と位置制御回路で実現する場合
は、回路規模の制約からアナログ回路で構成しなければ
ならない場合が生じ、この時オブザーバアナログ演算値
にドリフト等が生じないようオブザーバの位置信号入力
の直流成分をカットする必要がある。
As described above, when the position signal of the movable portion is always taken out of the rotary transformer, it can be realized by the above-described software algorithm or can be configured by an analog circuit. However, in the case of realizing with an observer circuit and a position control circuit arranged on a rotating drum, there is a case where it is necessary to configure an analog circuit due to restrictions on the circuit scale. It is necessary to cut the DC component of the position signal input of the observer.

【0129】ただし、この時、オブザーバの駆動電圧入
力においても同様に直流分をカットしておかないと、推
定誤差に直流的な予測誤差が生じて、オブザーバが動作
しなくなることは言うまでもない。
However, at this time, it is needless to say that if the DC component is not cut off similarly at the drive voltage input of the observer, a DC-like prediction error occurs in the estimation error and the observer does not operate.

【0130】このような構成にしても、上記オブザーバ
は位置制御システムの高周波域を受け持っているため何
ら問題が生じない。これは、図23の極配置がほとんど
変わらないのと等価である。
Even with such a configuration, there is no problem because the observer handles the high frequency range of the position control system. This is equivalent to that the pole arrangement in FIG. 23 hardly changes.

【0131】[0131]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、可動ヘ
ッドの高さを所望の絶対高さに制御することができ、絶
対高さ検出用の交流磁界の電磁誘導信号も、ロータリー
トランス上において記録信号電流からのクロストークに
疎外されることなく、また高さ検出信号増幅器のアンプ
ゲインを、情報信号増幅器のゲインと別々にすることが
できるため正確な高さ検出が可能となる。同時に、ドラ
ム回転中は、アクチュエータに内蔵された位置センサに
より構成された位置制御により固定され、速度推定オブ
ザーバによりダンピング制御されるため、装置振動等に
よる可動ヘッドの振動や位置ずれをも防ぐことができ
る。
As described above, according to the present invention, the height of the movable head can be controlled to a desired absolute height, and the electromagnetic induction signal of the AC magnetic field for detecting the absolute height is also transmitted on the rotary transformer. Therefore, the height detection can be accurately performed without being marginally affected by the crosstalk from the recording signal current, and since the amplifier gain of the height detection signal amplifier can be made different from the gain of the information signal amplifier. At the same time, while the drum is rotating, it is fixed by position control constituted by a position sensor built into the actuator, and damping control is performed by a speed estimation observer, so that vibration and displacement of the movable head due to device vibration and the like are also prevented. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るヘッド位置制御装置の要部を示す
回転ドラムの一実施例とそのジンバルバネに設けられた
2個のヘッド構造を拡大して示す本発明の好適な実施例
の断面図及び拡大図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a preferred embodiment of the present invention, in which an embodiment of a rotary drum showing a main part of a head position control device according to the present invention and a structure of two heads provided on a gimbal spring thereof are enlarged. FIG.

【図2】本発明における絶対高さ検出素子の好適な実施
例を示す拡大平面図である。
FIG. 2 is an enlarged plan view showing a preferred embodiment of an absolute height detecting element according to the present invention.

【図3】本発明における絶対位置検出回路の検出信号増
幅部の回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram of a detection signal amplification unit of the absolute position detection circuit according to the present invention.

【図4】図3におけるスイッチング用トランジスタの動
作モードをドラム一回転に付き表した説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation mode of the switching transistor in FIG. 3 for one rotation of the drum.

【図5】本発明に用いられる絶対高さ検出器が設けられ
たヘッドアクチュエータの好適な実施例を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing a preferred embodiment of a head actuator provided with an absolute height detector used in the present invention.

【図6】図5の変形例であって、ホールセンサの要部拡
大断面図である。
FIG. 6 is a modified example of FIG. 5 and is an enlarged sectional view of a main part of a Hall sensor.

【図7】本発明における絶対高さ検出器を光センサを構
成した場合のヘッドアクチュエータを示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a head actuator when an optical sensor is used as the absolute height detector according to the present invention.

【図8】光センサを用いた絶対高さ検出器の他の実施例
を示す要部拡大断面図である。
FIG. 8 is an enlarged sectional view of a main part showing another embodiment of an absolute height detector using an optical sensor.

【図9】光センサの可動部変位量の検出原理を示す説明
図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a principle of detecting a displacement amount of a movable portion of the optical sensor.

【図10】本発明においてヘッドアクチュエータを駆動
するためのオブザーバの伝達関数ブロック図である。
FIG. 10 is a transfer function block diagram of an observer for driving a head actuator in the present invention.

【図11】本発明におけるオブザーバによるダンピング
ループの有無におけるアクチュエータ伝達特性の比較図
である。
FIG. 11 is a comparison diagram of actuator transmission characteristics with and without a damping pin group by an observer according to the present invention.

【図12】オブザーバの回路構成の一例を示す回路図で
ある。
FIG. 12 is a circuit diagram illustrating an example of a circuit configuration of an observer.

【図13】本発明におけるアクチュエータ制御回路の一
例を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of an actuator control circuit according to the present invention.

【図14】図13のブロック図におけるオープンループ
特性を表した特性図であり、図45(a)及び図45
(b)はそれぞれ他の補償方式を持ったオープンループ
特性図である。
14 is a characteristic diagram showing open-loop characteristics in the block diagram of FIG. 13; FIG.
(B) is an open loop characteristic diagram having another compensation method.

【図15】図13のブロック図における低域補償回路の
ブロック図及びゲイン伝達特性図である。
15 is a block diagram and a gain transfer characteristic diagram of a low-frequency compensation circuit in the block diagram of FIG. 13;

【図16】図13のブロック図における位置制御補償器
の補償フィルタ伝達特性図である。
16 is a diagram illustrating a compensation filter transfer characteristic of the position control compensator in the block diagram of FIG. 13;

【図17】図13における本発明の実施例の制御系をソ
フトウエアによって実現した場合のメインプログラムの
フローチャートである。
17 is a flowchart of a main program when the control system of the embodiment of the present invention in FIG. 13 is realized by software.

【図18】図13のブロック図における速度推定オブザ
ーバのサブルーチンプログラムのフローチャートであ
る。
FIG. 18 is a flowchart of a subroutine program of a speed estimation observer in the block diagram of FIG. 13;

【図19】図13のブロック図における位置制御補償器
のサブルーチンプログラムのフローチャートである。
19 is a flowchart of a subroutine program of the position control compensator in the block diagram of FIG.

【図20】図13における絶対高さ補正サブルーチンプ
ログラムのフローチャートである。
20 is a flowchart of an absolute height correction subroutine program in FIG.

【図21】本発明におけるホールセンサを用いた位置検
出によってオブザーバを構成した制御システムの一例を
示す回転ドラム及び制御部の説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram of a rotary drum and a control unit showing an example of a control system in which an observer is configured by position detection using a Hall sensor according to the present invention.

【図22】本発明の実施例である光センサを用いたアク
チュエータ位置検出器の全体構成図である。
FIG. 22 is an overall configuration diagram of an actuator position detector using an optical sensor according to an embodiment of the present invention.

【図23】アクチュエータ及びトラッキング制御システ
ム及びオブザーバの極配置を表した説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram showing a pole arrangement of an actuator, a tracking control system, and an observer.

【図24】本発明における磁気ヘッド及び絶対高さ検出
ヘッドのヘッド配置を示す説明図である。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing a head arrangement of a magnetic head and an absolute height detection head according to the present invention.

【図25】本発明における回転ドラム内の信号伝送平板
形ロータリトランスのチャンネル配置を示す説明図であ
る。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing a channel arrangement of a signal transmission flat rotary transformer in a rotary drum according to the present invention.

【図26】図24におけるヘッド及び絶対高さ検出素子
のテープとの接触期間を示す説明図である。
26 is an explanatory diagram showing a contact period of the head and the absolute height detecting element in FIG. 24 with a tape.

【図27】従来における回転ドラムの可動ヘッド及びヘ
ッドアクチュエータを示す要部断面図である。
FIG. 27 is a sectional view of a main part showing a movable head and a head actuator of a conventional rotary drum.

【図28】図27において台座を除去した回転ドラム及
び回転ドラムに設けられたアクチュエータを示す図27
の28−28矢視図である。
28 is a view showing the rotary drum from which a pedestal is removed in FIG. 27 and an actuator provided on the rotary drum;
FIG. 28 is a view taken in the direction of arrows 28-28.

【図29】図28におけるアクチュエータの底面図であ
る。
FIG. 29 is a bottom view of the actuator in FIG. 28.

【図30】図29の30−30断面図である。FIG. 30 is a sectional view taken along line 30-30 of FIG. 29;

【図31】図29の31−31線に沿った側面図であ
る。
FIG. 31 is a side view taken along the line 31-31 in FIG. 29;

【図32】従来における回転ドラムに内蔵された複数の
ヘッドの配置を示す説明図である。
FIG. 32 is an explanatory diagram showing an arrangement of a plurality of heads built in a conventional rotating drum.

【図33】従来において可動ヘッド高さを調整するため
の交流磁界発生装置と可動ヘッドがこれらの交流磁界を
検出してアクチュエータを駆動するための制御部を示す
説明図である。
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a conventional AC magnetic field generator for adjusting the height of a movable head and a control unit for the movable head to detect these AC magnetic fields and drive an actuator.

【図34】従来における交流磁界発生装置と回転ドラム
の関係を示す配置説明図である。
FIG. 34 is a layout explanatory view showing the relationship between a conventional AC magnetic field generator and a rotating drum.

【図35】従来におけるヘッド高さ調整装置のブロック
回路を示す説明図とアクチュエータへの制御信号を示す
特性図である。
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a block circuit of a conventional head height adjusting device and a characteristic diagram showing a control signal to an actuator.

【図36】従来における交流磁界発生装置の一例を示す
説明図である。
FIG. 36 is an explanatory diagram showing an example of a conventional AC magnetic field generator.

【図37】図36における磁束説明図である。FIG. 37 is an explanatory diagram of magnetic flux in FIG. 36;

【図38】従来における前述した図33の第1従来例及
び図35の第2従来例と異なる従来における第3従来例
のブロック回路図である。
38 is a block circuit diagram of a third conventional example different from the first conventional example of FIG. 33 and the second conventional example of FIG. 35 described above.

【図39】従来におけるアクチュエータのヒステリシス
特性図である。
FIG. 39 is a hysteresis characteristic diagram of a conventional actuator.

【図40】図39のヒステリシス特性によって従来生じ
ていたトラックエラーを示す説明図である。
FIG. 40 is an explanatory diagram showing a track error that has conventionally occurred due to the hysteresis characteristic of FIG. 39.

【図41】従来におけるヘッド高さ位置と交流信号を検
出した信号の特性図である。
FIG. 41 is a characteristic diagram of a signal obtained by detecting a head height position and an AC signal in the related art.

【図42】従来における交流磁界発生装置の磁束を更に
詳細に示す説明図である。
FIG. 42 is an explanatory diagram showing the magnetic flux of the conventional AC magnetic field generator in more detail.

【図43】従来における高さ制御部の第4の例を示す説
明図である。
FIG. 43 is an explanatory diagram showing a fourth example of a conventional height control unit.

【図44】図43におけるヘッドの高さ位置の違いによ
る再生出力を示す説明図である。
FIG. 44 is an explanatory diagram showing a reproduction output depending on a difference in head height position in FIG. 43;

【図45】従来における第5の制御回路を示す説明図で
ある。
FIG. 45 is an explanatory diagram showing a fifth control circuit in the related art.

【図46】従来におけるヘッド段差と同期検波出力の特
性図である。
FIG. 46 is a characteristic diagram of a conventional head difference and synchronous detection output.

【図47】従来における回転ヘッドに設けられた各ヘッ
ドの配置説明図である。
FIG. 47 is an explanatory view of the arrangement of each head provided in a conventional rotary head.

【図48】従来における更に他の第6番目の制御回路を
示す説明図である。
FIG. 48 is an explanatory diagram showing still another sixth control circuit in the related art.

【図49】従来における第7番目の制御回路を示す説明
図である。
FIG. 49 is an explanatory diagram showing a seventh control circuit in the related art.

【図50】従来における交流磁界発生装置と回転ドラム
との関係を示す説明図である。
FIG. 50 is an explanatory diagram showing a relationship between a conventional AC magnetic field generator and a rotating drum.

【図51】図50における磁束と回転ドラムとの関係を
更に詳細に示す説明図である。
FIG. 51 is an explanatory diagram showing the relationship between the magnetic flux and the rotating drum in FIG. 50 in further detail;

【図52】図51の更に詳細な説明図である。FIG. 52 is a more detailed explanatory view of FIG. 51;

【図53】従来における図51,図52における各面で
の再生出力波形を示す説明図である。
FIG. 53 is an explanatory diagram showing a reproduction output waveform on each surface in FIGS. 51 and 52 in the related art.

【図54】従来における交流磁界発生コイルの斜視図で
ある。
FIG. 54 is a perspective view of a conventional AC magnetic field generating coil.

【図55】図54における55−55方向から見た要部
断面図である。
FIG. 55 is a cross-sectional view of relevant parts as viewed from the direction 55-55 in FIG.

【図56】従来における交流磁界発生コイルの他の例を
示す説明図である。
FIG. 56 is an explanatory diagram showing another example of the conventional AC magnetic field generating coil.

【図57】従来における交流磁界発生コイルの更に他の
例を示す説明図である。
FIG. 57 is an explanatory view showing still another example of the conventional AC magnetic field generating coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固定ドラム 3 回転軸 5 回転ドラム 7,7a,7b ボイスコイル型アクチュエータ 16 可動ヘッド 20 磁気テープ 37 固定ヘッド(オーディオヘッド) 40 交流磁界発生装置 42,43,51,52,52a,53,53a バン
ドパスフィルタ 44 減算器 45,45a 交流磁界発生コイル 45U,45L コイル 45c 磁心 45s シールド 46,46a,58,58a,60,60a ドライバ 47,47a 発振回路 50,51 記録・再生アンプ 54,54a,55,55a サンプルホールド回路 56,56a,66 差動アンプ 57,57a 補償回路 59,60 割算器 61 スイッチ回路 62 タイミングコントロール回路 65,65a 可変ゲインコントロールアンプ 72 スペーサ 73 絶対高さ検出素子 74 検出コイル 75 バンドパスフィルタ 76 スイッチングトランジスタ 101 低域補償器 102 位置制御補償器 103 速度推定オブザーバ 104 ドライブアンプ 105 絶対高さ検出回路 106 絶対高さ検出センサ 107 アクチュエータ 108 可動部の位置検出手段 201 マグネット 202 ヨーク 203a ジンバルバネ 203b 板バネ 204 コイルボビン 205 アクチュエータコイル 206 アクチュエータ 207,406 ヘッドアンプ 208 ウォブリングサーボ回路 209,401,717 ドライバ 301 アクチュエータ機構部 302 アクチュエータコイル抵抗 303 ドライブアンプゲイン 304,305,306,307 アクチュエータ等価
回路 308,309 オブザーバフィードバックゲイン 310 速度フィードバックゲイン 402 オブザーバ(速度推定手段) 403 ドラム回転制御回路 404 パイロット信号生成回路 405 変調回路 407 トラッキングエラー生成回路 408 トラッキング制御補償回路 409 キャプスタン制御回路 410 回転ドラム 411 スリップリング 412 ロータリートランス 413 ポジションセンサ(位置検出手段) 501 マグネットホルダー 502,505 マグネット 503,506 ホールセンサ 504,607 差動増幅器(センサアンプ) 507 基板 508 ドラム搭載基板 601 発光部 602 受光部 603 レンズ 604 出射まど(しぼり) 605 発光素子 606 反射ミラー 608 検波回路 701 バンドパスフィルタ 702 同期検波回路 703 位相器 704 反転アンプ 705 発振器 707 減算器 708,713,714 ローパスフィルタ 709 固定ヘッド 710 フェイズロックドループ(PLL)回路 711 ヘッドアンプ 712 オートゲインコントロール(AGC)回路 715 キャプスタン位相制御回路 718 キャプスタンモータ 719 リニアトラックヘッド 720 磁気テープ 801,807,808,911,913 コンデンサ 802,803,804,805,806,904,9
07,908,909差動増幅器 901 等価コイル 902,903 電流検出抵抗 910,912 フィルタ
Reference Signs List 1 fixed drum 3 rotating shaft 5 rotating drum 7, 7a, 7b voice coil type actuator 16 movable head 20 magnetic tape 37 fixed head (audio head) 40 AC magnetic field generator 42, 43, 51, 52, 52a, 53, 53a band Pass filter 44 Subtractor 45, 45a AC magnetic field generating coil 45U, 45L coil 45c Magnetic core 45s Shield 46, 46a, 58, 58a, 60, 60a Driver 47, 47a Oscillator circuit 50, 51 Recording / reproducing amplifier 54, 54a, 55, 55a Sample hold circuit 56, 56a, 66 Differential amplifier 57, 57a Compensation circuit 59, 60 Divider 61 Switch circuit 62 Timing control circuit 65, 65a Variable gain control amplifier 72 Spacer 73 Absolute height detection element 74 Coil 75 Bandpass filter 76 Switching transistor 101 Low frequency compensator 102 Position control compensator 103 Speed estimation observer 104 Drive amplifier 105 Absolute height detection circuit 106 Absolute height detection sensor 107 Actuator 108 Moving part position detecting means 201 Magnet 202 Yoke 203a Gimbal spring 203b Leaf spring 204 Coil bobbin 205 Actuator coil 206 Actuator 207, 406 Head amplifier 208 Wobbling servo circuit 209, 401, 717 Driver 301 Actuator mechanism 302 Actuator coil resistance 303 Drive amplifier gain 304, 305, 306, 307 Actuator equivalent circuit 308 , 309 Observer feedback gain 310 Backback gain 402 Observer (speed estimation means) 403 Drum rotation control circuit 404 Pilot signal generation circuit 405 Modulation circuit 407 Tracking error generation circuit 408 Tracking control compensation circuit 409 Capstan control circuit 410 Rotating drum 411 Slip ring 412 Rotary transformer 413 Position sensor ( Position detecting means) 501 Magnet holders 502, 505 Magnets 503, 506 Hall sensors 504, 607 Differential amplifiers (sensor amplifiers) 507 Substrate 508 Drum mounting substrate 601 Light emitting unit 602 Light receiving unit 603 Lens 604 Outgoing beam (squeezing) 605 Light emitting element 606 Reflecting mirror 608 Detection circuit 701 Bandpass filter 702 Synchronous detection circuit 703 Phaser 704 Inverting amplifier 705 Oscillation 707 Subtractor 708, 713, 714 Low-pass filter 709 Fixed head 710 Phase locked loop (PLL) circuit 711 Head amplifier 712 Auto gain control (AGC) circuit 715 Capstan phase control circuit 718 Capstan motor 719 Linear track head 720 Magnetic tape 801 , 807, 808, 911, 913 capacitors 802, 803, 804, 805, 806, 904, 9
07,908,909 Differential amplifier 901 Equivalent coil 902,903 Current detection resistor 910,912 Filter

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 回転ドラム内に設けられたアクチュエー
タにより上記回転ドラムの回転軸に平行な方向に変位可
能で、テープへ記録再生する信号録再用可動ヘッドと、
上記アクチュエータに内蔵され上記アクチュエータの高
さ方向の位置を検出する位置検出器とを備え、上記アク
チュエータの駆動電圧もしくは駆動電流と、上記位置検
出器の検出変位量が入力され、上記アクチュエータの機
械特性である2次積分特性を模擬するための2つの積分
フィルタおよび2つのフィードバックループを含む演算
回路にて構成され、可動ヘッドの速度についての速度推
定信号を出力する速度推定手段と、上記速度推定信号の
直流成分を除去するための直流成分除去手段と、によ
り、上記アクチュエータに対し速度フィードバックルー
プを構成したことを特徴とする、磁気記録再生装置にお
ける可動ヘッドの位置制御装置。
1. A signal recording / reproducing movable head which can be displaced in a direction parallel to a rotation axis of the rotary drum by an actuator provided in the rotary drum, and records / reproduces on / from a tape;
A position detector built in the actuator for detecting a position in a height direction of the actuator; a drive voltage or a drive current of the actuator and a displacement detected by the position detector are input; Speed estimation means for outputting a speed estimation signal about the speed of the movable head, the speed estimation means comprising an arithmetic circuit including two integration filters for simulating the second-order integration characteristic and two feedback loops; A position control device for a movable head in a magnetic recording / reproducing device, wherein a speed feedback loop is formed for the actuator by a DC component removing means for removing the DC component.
【請求項2】 上記位置検出器が上記アクチュエータの
高さ方向の位置を検出するために、発光部と受光部とを
有する光学的位置検出器を備え、上記光学的位置検出器
の発光部をロータリートランスを介した交流電流によっ
て点滅駆動し、受光部での点滅光検知電流を上記ロータ
リートランスを介して電送することにより、上記可動ヘ
ッドの高さ検出情報を回転ドラム外部に取り出し、かつ
上記速度推定手段を構成する電気回路が、上記回転ドラ
ム内に構成されていることを特徴とする、請求項1に
載の磁気記録再生装置における可動ヘッドの位置制御装
置。
2. The optical system according to claim 1, wherein the position detector includes an optical position detector having a light emitting unit and a light receiving unit for detecting a position of the actuator in a height direction. Blinking drive is performed by an alternating current through a rotary transformer, and a flashing light detection current in a light receiving unit is transmitted through the rotary transformer, so that height detection information of the movable head is taken out of the rotary drum, and the speed is detected. The position control device of the movable head in the magnetic recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein an electric circuit constituting the estimating means is formed in the rotary drum.
【請求項3】 回転ドラム内に設けられアクチュエータ
により上記回転ドラムの回転軸に平行な方向に変位可能
で、テープへ記録再生する信号録再用可動ヘッドと、上
記アクチュエータの高さ方向の位置を検出するための位
置検出器とを備え、上記アクチュエータの速度を上記位
置検出出力から推定することにより、上記アクチュエー
タに対し速度フィードバックループを構成すると共に、
上記速度フィードバックループの他に上記可動ヘッドに
おける回転ドラムの回転軸と平行な高さ方向に位置制御
するための位置フィードバックループを構成した磁気テ
ープ装置において、上記位置フィードバックループの制
御帯域よりも速度フィードバックループの制御帯域が高
く、上記位置フィードバックループの制御帯域よりも十
分に低い周波数領域において、上記速度フィードバック
ループよりも位置フィードバックの制御ゲインが大きく
なるように、上記2つのフィードバック手段の補償回路
を設けたことを特徴とする、磁気記録再生装置における
可動ヘッドの位置制御装置。
3. A movable head for signal recording / reproducing, which is provided in the rotating drum and can be displaced in a direction parallel to the rotation axis of the rotating drum by an actuator, and records / reproduces to / from a tape, and a position in a height direction of the actuator. With a position detector for detecting, by estimating the speed of the actuator from the position detection output, while configuring a speed feedback loop for the actuator,
In the magnetic tape device having a position feedback loop for controlling the position of the movable head in the height direction parallel to the rotation axis of the rotary drum in addition to the speed feedback loop, the speed feedback may be more than the control band of the position feedback loop. In a frequency region where the control band of the loop is high and is sufficiently lower than the control band of the position feedback loop, the compensation circuit of the two feedback means is provided so that the control gain of the position feedback becomes larger than that of the speed feedback loop. A position control device for a movable head in a magnetic recording / reproducing device.
【請求項4】 上記速度フィードバックループの演算と
上記位置フィードバックループの両方の演算をディジタ
ル演算回路を備え、このディジタル演算回路の1回の巡
回サイクル内において、上記速度フィードバックループ
の演算と、上記位置制御ループの演算の両方を行うこと
を特徴とする、請求項3に記載の磁気記録再生装置にお
ける可動ヘッドの位置制御装置。
4. A digital operation circuit for performing both the operation of the speed feedback loop and the operation of the position feedback loop, and the operation of the speed feedback loop and the position operation are performed within one cycle of the digital operation circuit. 4. The position control device for a movable head in a magnetic recording / reproducing device according to claim 3, wherein both operations of a control loop are performed.
【請求項5】 上記位置フィードバックループにおける
低周波領域のループゲインを確保するため、この位置フ
ィードバックループに積分特性を有する低域補償手段を
備えたことを特徴とする、請求項3に記載の磁気記録再
生装置における可動ヘッドの位置制御装置。
5. The magnetic device according to claim 3, wherein the position feedback loop is provided with a low-frequency compensator having an integration characteristic in order to secure a loop gain in a low-frequency region in the position feedback loop. A position control device for a movable head in a recording / reproducing device.
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