JP3655798B2 - 回転位相信号生成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転位相信号生成装置に関し、特にヘリカルスキャン方式ＶＴＲのシリンダ上に配置されたヘッドの切り換え信号の高精度な生成などに好適な回転位相信号生成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ヘッド切換信号の生成に関する回転位相信号生成装置としては、特開平１０−２２８６９０号公報に記載されたものがある。
図４は、従来の回転位相信号生成装置におけるシリンダ構成を説明するための図である。図に示すようにこのシリンダでは、シリンダ上に２つのヘッドとともに、回転位置を検出するための１つのＰＧ素子と回転速度を検出するための４つのＦＧ素子が配置されている。
【０００３】
次に、このシリンダ構成を例にとって従来の回転位相信号生成装置について説明する。
図５は、従来の回転位相信号生成装置を説明するためのブロック図である。
図において、従来の回転位相信号生成装置は、シリンダが１回転する毎に１個のパルスが出力されるＰＧ素子からのＰＧ信号１と、シリンダが１回転する毎に４個のパルスが出力されるＦＧ素子からのＦＧ信号２と、ＰＧ信号１とＦＧ信号２を用いてシリンダの回転毎にリセットし、ＦＧ信号２を数えるＦＧカウンタ３と、ＦＧカウンタ３のカウント値を示す信号４と、立ち上がり点の基準ＦＧパルス数Ｎｒを指示する信号５ａと、立ち下がり点の基準ＦＧパルス数Ｎｆを指示する信号５ｂと、ＦＧカウンタ３の値と信号５ａ、信号５ｂとをそれぞれ比較してモノマルチ起動パルスを生成する第１及び第２の比較器６ａ、６ｂと、立ち上がり点のモノマルチ量Ｔｒを指示する信号１８ａと、立ち下がり点のモノマルチ量Ｔｆを指示する信号１８ｂと、第１及び第２の比較器６ａ、６ｂの出力信号７ａ、７ｂを起動パルスとして指定された遅延時間に相当する遅延パルスを発生する第１及び第２のモノマルチ回路１９ａ、１９ｂと、該モノマルチ回路１９ａ、１９ｂの出力により、立ち上がり変化、立ち下がり変化を出力してヘッド切換信号１７（ＨＳＷ）を生成するトグル部１６とを有している。
【０００４】
次に動作について説明する。
図６（Ａ）は、以上のような構成でのヘッド切換信号ＨＳＷの生成動作をタイミングチャートで示した図である。
シリンダが回転することによって、ＰＧ信号１は１回転する毎に１つのパルスを、ＦＧ素子２が４つあるのでＦＧ信号２は４パルス出力する。このパルスをもとにＦＧカウンタ３はＰＧ信号１のパルスの後、最初のＦＧ信号パルスでリセットされ、以降ＦＧ信号２が来る度にインクリメントされる。よって、ＦＧカウンタ３のカウンタ値４は、０，１，２，３，０，１，・・・と繰り返す。ＦＧカウンタ３のカウント値４と信号５ａで指示されるＨＳＷの立ち上がり基準ＦＧパルス数Ｎｒとを比較する第１の比較器６ａは、ＦＧカウンタ３のカウント値４と基準ＦＧパルス数Ｎｒが一致した時、モノマルチ起動のための信号７ａを出力して立ち上がり用第１のモノマルチ回路１９ａを起動させる。図６（Ａ）の例は基準ＦＧパルス数Ｎｒが「１」の期間を示している。
【０００５】
第１のモノマルチ回路１９ａは信号７ａで起動し、信号１８ａで設定された立ち上がり点のモノマルチ量Ｔｒだけ遅延したタイミングでトグル部１６に対してハイレベルの信号を出すように指示する。
【０００６】
同様にして、ＦＧカウンタ３のカウント値４と信号５ｂで設定されるＨＳＷの立ち下がりの基準ＦＧパルス数Ｎｆとを比較する第２の比較器６ｂは、ＦＧカウンタ３のカウント値と基準ＦＧパルス数Ｎｆが一致した時、モノマルチ起動のための信号７ｂを出力して立ち下がり用モノマルチ回路１９ｂを起動させる。図６（Ａ）の例は基準ＦＧパルス数Ｎｆが「３」の期間を示している。モノマルチ回路１９ｂは信号７ｂで起動し、信号１８ｂで設定された立ち下がり点のモノマルチ量Ｔｆだけ遅延したタイミングでトグル部１６に対してローレベルの信号を出すように指示する。以上のような動作を繰り返し、ヘッド切換信号１７（ＨＳＷ）を発生させる。
【０００７】
以上のようにして、第１及び第２の比較器６ａ、６ｂに基準となるＦＧパルス数Ｎｒ、Ｎｆを設定し、そこからの時間的な距離を示すモノマルチ量Ｔｒ、Ｔｆを調整することにより、それぞれのヘッドに最も近いＦＧ素子（もしくは最適なＦＧ素子）からのパルス信号を元にしたヘッド切換信号を生成できるので、精度の良いヘッド切換信号を得ることを実現している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の回転位相信号生成装置では、基準とするＦＧパルスからの立ち上がり点、立ち下がり点を固定周波数クロックでのカウント数による時間を単位としたモノマルチ量で制御するために、図６（Ｂ）に示すように異なるシリンダの回転速度の場合には上記モノマルチ量をその回転速度に合わせて変更する必要がある。
【０００９】
また、上記モノマルチ量は離散的な所定回転速度の値を求めておき、段階的に設定するのが一般的であるため、回転速度にぴったり合致したモノマルチ量を設定できなかったり、さらにはＶＴＲの通常再生から高速再生への移行時のように、シリンダの回転速度が動的に変化する場合には、回転速度の変化中は正しい位相のヘッド切換信号が得られないという問題がある。
【００１０】
さらにヘッド切換信号の出力位置を所定位置にする調整段階においては、ＰＧ素子やＦＧ素子の取り付け位置のばらつきを補正するために、基準とする回転速度における基準ＦＧパルス数Ｎｒ、Ｎｆとモノマルチ量Ｔｒ、Ｔｆ（シリンダ固有の値）を個別に求める必要がある。図７は従来の回転位相信号生成装置の調整方法を説明するためのタイミング図である。図７に示すように調整目標とする出力位置がＦＧパルスの変化点近傍にある場合には調整方法に次の課題がある。それは、モノマルチ量に十分大きい値を設定すれば基準となるＦＧパルスの次のＦＧパルスを越えた位置にもヘッド切換信号を生成できるが、次のＦＧパルスを越えているかどうかが判断できないために、基準ＦＧパルスの設定値Ｎｒ、Ｎｆを最適に選ぶことができない点である。図７の例では基準とするＦＧパルスは（ｐ＋１）番目の方がよいが、（ｐ）番目からのモノマルチでも生成できてしまい（ｐ＋１）番目にすべきであることの判断ができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、回転位相信号の変化点を決定する設定値を回転速度によって変更する必要が全くなく、しかも回転速度が変化している遷移期間においても常に正しい位相の回転位相信号を生成することを可能とし、調整時にも一義的に最適値を求める事ができる回転位相信号生成装置を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明（請求項１）に係る回転位相信号生成装置は、回転体の回転に同期した同期信号から、回転体の回転位相を示す回転位相信号を生成する装置であって、上記同期信号の変化間隔に対する回転位相信号が変化すべき位置の時間比を設定する設定手段と、上記同期信号の変化間隔を計測する周期計測手段と、上記変化間隔の計測値に対して上記設定手段において設定された上記時間比を乗じて、上記同期信号の基準変化点から回転位相信号の変化点までの絶対位置を求め、回転位相信号の変化点を特定する変化点処理手段と、特定された変化点で出力を変化させて回転位相信号を生成する位相生成手段とを備えたものである。
【００１３】
この発明（請求項２）は、請求項１記載の回転位相信号生成装置において、上記変化点処理手段は、回転体の回転に同期した同期信号の変化間隔の計測値として、求めるべき絶対位置の基準となる基準変化点よりも過去に計測された同期信号の変化間隔の計測値を用い、上記計測値と上記時間比との乗算により、基準変化点から回転位相信号の変化点までの絶対位置を求める構成としたものである。
【００１４】
この発明（請求項３）は、請求項１記載の回転位相信号生成装置において、上記周期計測手段は、上記同期信号の変化間隔をカウントするカウント手段と、カウント値を一時的に保持する保持手段とで構成され、上記変化点処理手段は、上記カウント手段のカウント値と、上記保持手段に一時的に保持された保持値と上記時間比との乗算で求まった絶対位置とを比較する比較手段の比較結果によって回転位相信号の変化点を特定する構成としたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による回転位相信号生成装置を説明するためのブロック図である。
本実施の形態１の回転位相信号生成装置は、シリンダが１回転する毎に１個のパルスが出力されるＰＧ素子からのＰＧ信号１と、シリンダが１回転する毎に４個のパルスが出力されるＦＧ素子からのＦＧ信号２と、ＰＧ信号１とＦＧ信号２を用いてシリンダの回転毎にリセットし、ＦＧ信号２を数えるＦＧカウンタ３と、ＦＧカウンタ３のカウント値を示す信号４と、立ち上がり点の基準ＦＧパルス数Ｎｒを指示する信号５ａと、立ち下がり点の基準ＦＧパルス数Ｎｆを指示する信号５ｂと、ＦＧカウンタ３の値と信号５ａ、信号５ｂとをそれぞれ比較してモノマルチ起動パルスを生成する第１及び第２の比較器６ａ、６ｂと、ＦＧのパルス周期を計測する周期カウンタ８と、周期カウンタ８のカウンタ出力である信号９と、基準ＦＧパルス数Ｎｒ、ＮｆとＦＧカウンタが一致した時に出力される信号７ａ、７ｂをラッチパルスとして周期カウンタ８のカウント値をラッチし、基準ＦＧパルス数Ｎｒ、Ｎｆで指示されるＦＧパルスのパルス周期を一時的に保持する第１及び第２のラッチ１０ａ及び１０ｂと、ヘッド切換信号の立ち上がり点の相対位置Ｋｒと立ち下がり点の相対位置Ｋｆ（基準ＦＧパルス周期に対する出力位置）を指示する信号１２ａ及び１２ｂと、ラッチされたＦＧパルス周期１１ａ、１１ｂと回転位相信号を変化させたい所望位置との時間比や角度比などで表される相対位置Ｋｒ、Ｋｆの演算により、基準ＦＧパルスの変化点からの絶対位置情報１４ａ、１４ｂを求める第１及び第２の変換部１３ａ及び１３ｂと、絶対位置情報１４ａ、１４ｂとＦＧの周期カウンタとを比較する第３及び第４の比較器１５ａ及び１５ｂと、第３及び第４の比較器１５ａ、１５ｂの出力により、立ち上がり変化、立ち下がり変化を出力してヘッド切換信号１７（ＨＳＷ）を生成するトグル部１６を有している。
【００１６】
次に動作について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１による回転位相信号生成装置の動作を説明するためのタイミング図である。
図において、シリンダが回転することによって、ＰＧ信号１は１回転する毎に１つのパルスを、ＦＧ素子２が４つあるのでＦＧ信号２は４パルス出力する。このパルスをもとにＦＧカウンタ３はＰＧ信号１のパルスの後、最初のＦＧ信号パルスでリセットされ、以降ＦＧ信号２が来る度にインクリメントされる。よって、ＦＧカウンタ３のカウンタ値４は、０，１，２，３，０，１，・・・と繰り返すのは従来技術と同じである。
【００１７】
ＦＧカウンタ３のカウント値４と信号５ａで指示されるＨＳＷの立ち上がり基準ＦＧパルス数Ｎｒとを比較する第１の比較器６ａは、カウント値４と基準ＦＧパルス数Ｎｒが一致した時、一致信号７ａを出力する。この一致信号７aは、基準ＦＧパルス数Ｎｒが「１」の期間を示している。
【００１８】
周期カウンタ８は一致信号７ａの立ち上がりタイミングからカウントを開始し、第１のラッチ１０ａは一致信号７ａの立ち下がりタイミング（次のＦＧパルスの開始タイミング）でカウント値９をラッチすることによって基準ＦＧパルス数Ｎｒで指示されるＦＧパルスの周期（パルス幅）を計測する。この計測値に対して第１の変換部１３ａは相対位置情報Ｋｒを掛け算することによって個々の回転ヘッド毎の取り付け角の変動を示す絶対位置情報１４ａ（Ｃｒ）を求める。第３の比較器１５ａはこの絶対位置情報１４ａと周期カウンタ８のカウント値９とを比較し、かつ指定のＦＧパルス区間である場合に一致信号をトグル部１６に出力して立ち上がり変化を生成させる。
【００１９】
同様にして、ＦＧカウンタ３のカウント値４と信号５ｂで指示されるＨＳＷの立ち下がり基準ＦＧパルス数Ｎｆとを比較する第２の比較器６ｂは、カウント値４と基準ＦＧパルス数Ｎｆが一致した時、信号７ｂを出力する。本実施の形態１では基準ＦＧパルス数Ｎｆが「３」の場合を示している。
【００２０】
周期カウンタ８は一致信号７ｂの立ち上がりタイミングからカウントを開始し、ラッチ１０ｂは一致信号７ｂの立ち下がりタイミング（次のＦＧパルスの開始タイミング）でカウント値９をラッチすることによって基準ＦＧパルス数Ｎｆで指示されるＦＧパルスの周期（パルス幅）を計測する。この計測値に対して第２の変換部１３ｂは相対位置情報Ｋｆをかけることによって絶対位置情報１４ｂ（Ｃｆ）を求める。第４の比較器１５ｂはこの絶対位置情報１４ｂと周期カウンタ８のカウント値９とを比較し、かつ指定のＦＧパルス区間（信号７ｂがアクティブ）である場合に一致信号をトグル部１６に出力して立ち下がり変化を生成させる。以上の動作を繰り返し、ヘッド切換信号１７（ＨＳＷ）を発生させる。
【００２１】
なお、図６（Ｂ）のように図６（Ａ）とは回転速度が異なる場合にも、相対位置情報Ｋｒ、Ｋｆは各相対位置の個々のばらつきを比率によって示しているため、これらを改めて外部から設定し直す必要はない。
【００２２】
さらに常に最新（一回転前）の周期計測値をもとに出力変化位置を決定するので、回転速度が動的に変化している最中であっても、外部から設定を変更する必要はなく、回転速度の変化に追従した回転位相信号を生成することができる。
【００２３】
このように、本実施の形態１の回転位相信号生成装置によれば、モノマルチ量（絶対量）を用いて出力変化位置を特定するのではなく、基準とするパルス幅に対する相対位置情報Ｋｒ、Ｋｆを用いて出力位置を特定するようにしたので、いかなる回転速度においても精度良いヘッド切換信号を得ることができるとともに、回転速度が変化中であっても自動的に速度変化に追従した高精度なヘッド切換信号を得ることができる。
【００２４】
なお、ＦＧパルスの相対位置が一周期の範囲内で調整できずに、次の周期までかかった場合は、明らかに基準とするＦＧパルスとは別のＦＧパルスを入力したことになるため、基準とすべきＦＧパルスを一義的に決定することができる。
【００２５】
なお、本実施の形態１では、周期計測値として一回転前の値を用いているが、それ以上過去の値であってもよい。もし各ＦＧ素子に対応したＦＧパルスの幅が均等であるなどの条件があれば、基準ＦＧパルスで指示されたＦＧパルスとは別のＦＧパルスの周期を計測しても良い。
【００２６】
図３は本実施の形態１による回転位相信号生成動作の変形例を説明するためのタイミング図である。
図３に示すように、周期計測は指定されたＦＧパルス以外でもすべてのＦＧパルスについてその周期を計測し、かつ基準ＦＧパルス数で指示された計測値のみを比較器に用いても良い。ただしそのような場合では、回転速度が速くなっていくような変化中に、周期計測値と相対位置Ｋｒ、Ｋｆとを掛け合わせた演算値に到達する前に次のＦＧパルスがやってきて周期カウンタ８がリセットされてしまうために、演算値とカウンタ値が等しくなる点がなくなることがある。そのような場合にも、出力変化がなくならないように、周期カウンタがリセットされる時（次のＦＧパルスが入ってきた時）に、出力変化を起こすように対策すればよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明（請求項１）に係る回転位相信号生成装置によれば、回転体の回転に同期した同期信号から、回転体の回転位相を示す回転位相信号を生成する装置であって、上記同期信号の変化間隔に対する回転位相信号が変化すべき位置の時間比を設定する設定手段と、上記同期信号の変化間隔を計測する周期計測手段と、上記変化間隔の計測値に対して上記設定手段において設定された上記時間比を乗じて、上記同期信号の基準変化点から回転位相信号の変化点までの絶対位置を求め、回転位相信号の変化点を特定する変化点処理手段と、特定された変化点で出力を変化させて回転位相信号を生成する位相生成手段とを備えるようにしたので、回転速度に合わせて設定を変更することなく、いかなるシリンダの回転速度においても精度良いヘッド切換信号（回転位相信号）を得ることができるとともに、回転速度が変化中であっても自動的に速度変化に追従した高精度な回転位相信号を得ることができる。
【００２８】
この発明（請求項２）によれば、請求項１記載の回転位相信号生成装置において、上記変化点処理手段は、回転体の回転に同期した同期信号の変化間隔の計測値として、求めるべき絶対位置の基準となる基準変化点よりも過去に計測された同期信号の変化間隔の計測値を用い、上記計測値と上記時間比との乗算により、基準変化点から回転位相信号の変化点までの絶対位置を求めるようにしたので、回転速度が変化中であっても変化間隔の計測値が自動的に更新されて速度変化に追従し、安定して正しい位相の回転位相信号を生成することができる。
【００２９】
この発明（請求項３）によれば、請求項１記載の回転位相信号生成装置において、上記周期計測手段は、上記同期信号の変化間隔をカウントするカウント手段と、カウント値を一時的に保持する保持手段とで構成され、上記変化点処理手段は、上記カウント手段のカウント値と、上記保持手段に一時的に保持された保持値と上記時間比との乗算で求まった絶対位置とを比較する比較手段の比較結果によって回転位相信号の変化点を特定するようにしたので、回転速度変化に自動的に追従する安定して正しい位相の回転位相信号を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による回転位相信号生成装置を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１による回転位相信号生成装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図３】本実施の形態１による回転位相信号生成動作の変形例を説明するためのタイミング図である。
【図４】従来の回転位相信号生成装置におけるシリンダ構成を説明するための図である。
【図５】従来の回転位相信号生成装置を説明するためのブロック図である。
【図６】従来の回転位相信号生成装置の動作を説明するためのタイミング図である。
【図７】従来の回転位相信号生成装置の調整方法を説明するためのタイミング図である。
【符号の説明】
１ ＰＧ信号
２ ＦＧ信号
３ ＦＧカウンタ
４、ＦＧカウンタ３のカウント値
５ａ、５ｂ 基準ＦＧパルス数Ｎｒ及びＮｆを指示する信号
６ａ、６ｂ 第１及び第２の比較器
７ａ、７ｂ 第１及び第２の比較器６ａ、６ｂの比較出力
８ 周期カウンタ
９ 周期カウンタ８のカウント値
１０ａ、１０ｂ 第１及び第２のラッチ
１１ａ、１１ｂ 第１及び第２のラッチ１０ａ、１０ｂで保持された周期計測値
１２ａ、１２ｂ 相対位置Ｋｒ及びＫｆを指示する信号
１３ａ、１３ｂ 第１及び第２の変換部
１４ａ、１４ｂ 絶対位置を示す信号
１５ａ、１５ｂ 第３及び第４の比較器
１６ トグル部
１７ 回転位相信号出力
１８ａ、１８ｂ モノマルチ量Ｔｒ、Ｔｆを指示する信号
１９ａ、１９ｂ 第１及び第２のモノマルチ回路

Claims (3)

1. 回転体の回転に同期した同期信号から、回転体の回転位相を示す回転位相信号を生成する装置であって、
   上記同期信号の変化間隔に対する回転位相信号が変化すべき位置の時間比を設定する設定手段と、
   上記同期信号の変化間隔を計測する周期計測手段と、
   上記変化間隔の計測値に対して上記設定手段において設定された上記時間比を乗じて、上記同期信号の基準変化点から回転位相信号の変化点までの絶対位置を求め、回転位相信号の変化点を特定する変化点処理手段と、
   特定された変化点で出力を変化させて回転位相信号を生成する位相生成手段とを備えたことを特徴とする、
   回転位相信号生成装置。
2. 請求項１記載の回転位相信号生成装置において、
   上記変化点処理手段は、
   回転体の回転に同期した同期信号の変化間隔の計測値として、求めるべき絶対位置の基準となる基準変化点よりも過去に計測された同期信号の変化間隔の計測値を用い、上記計測値と上記時間比との乗算により、基準変化点から回転位相信号の変化点までの絶対位置を求めるものであることを特徴とする、
   回転位相信号生成装置。
3. 請求項１記載の回転位相信号生成装置において、
   上記周期計測手段は、
   上記同期信号の変化間隔をカウントするカウント手段と、
   カウント値を一時的に保持する保持手段とで構成され、
   上記変化点処理手段は、
   上記カウント手段のカウント値と、上記保持手段に一時的に保持された保持値と上記時間比との乗算で求まった絶対位置とを比較する比較手段の比較結果によって回転位相信号の変化点を特定するものであることを特徴とする、
   回転位相信号生成装置。

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