JPH01147977A - ビデオディスク記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明はビデオディスク記録再生装置に関する。

（従来の技術） ビデオディスクにおいて映像信号と音声信号とを多重し
て記録再生する場合、従来よシ周波数多重によって記録
再生を行うと、とが広く行われている。従来よシ行われ
ている周波数多重方式における周波数スペクトルを第４
図及び第５図に示す。

第４図においては映像信号をＦＭ変調した映像ＦＭ信号
６３と音声信号の右チャンネル信号と左チャンネル信号
をそれぞれＦＭ変調した音声ＦＭ信号（右チャンネル）
６４と音声ＦＭ信号（左チャンネル）６５とが加算され
た信号を記録する。その際、実際にディスク上に記録す
るのは第６図に示すように（ａ）映像ＦＭ信号と（ｂ）
音声ＦＭ信号（右チヤンネルＦＭ信号と左チヤンネルＦ
Ｍ信号の和信号）との（Ｃ）加算信号の零交叉間隔に対
応した長さを有する（ｄ）ピットである。

従って実際に再生時に得られる信号の周波数スペクトル
は、記録時における信号のピットへの変換時に生じる波
形整形のため、第３図に示した周波数スペクトル以外に
、混変調信号によるスペクトルが発生する。またディス
ク製造プロセス中に生　゛じるピット長の変化によって
も混変調成分が発生する。そこでこれらの混変調成分か
もとの映像画信号６３や音声ＦＭ信号例、６５に対して
実用上火きな妨害とならないように音声ＦＭ信号６４　
、６５の周波数、信号レベルが選ばれ特に信号レベルに
ついては、映像画信号６３の１／１０程度に設定するの
が普通である。第５図においては、音声ＦＭ信号刺、６
５のかわシに、音声信号をディジタル化し誤シ訂正符号
等を付加してＥＦＭ変調したディジタル信号である、音
声ＥＦＭ信号６６を周波数多重して記録再生を行う。

第４図の方式に比較して音声がディジタル化され記録再
生されるために、音声が高品質であるという特徴がある
が、第４図、第５図に示すずれの方法においても非線形
性の強い伝送路で周波数多重を行うことによシ発生する
混変調成分による原信号の劣化は基本的に避けることが
できない。近年映像信号として高品位テレビ信号あるい
はこれを帯域圧縮した信号を記録再生するビデオディス
ク記録再生装置の開発が行われているが、この場合、画
像の高画質化、音声の高品質化が特に重要となるため、
周波数多重による混変調成分による劣化は大きな障害と
なってくる。

一方、周波数多重を行わず、映像信号と音声信号とを時
間軸多重した信号をＦＭ変調した信号を記録再生するこ
とが従来よυ知られている。第７図にその信号波形の一
例を示す。第７図において、（ａ）映像信号は、垂直ブ
ランキング区間７６と垂直ブランキング以外の区間７５
に分割される。一方（ｂ）音声ディジタル信号について
は、これを垂直走査期間７７ごとに分割し、それぞれを
時間軸圧縮し、時間軸圧縮された音声ディジタル信号７
３を得る。これによシ映像信号の垂直ブランキング以外
の区間の信号と時間軸圧縮した音声ディジタル信号を時
間軸多重した（Ｃ）映像、音声時間軸多重信号を作成し
、この信号をＦＭ変調して記録再生することにょシ、周
波数多重方式において存在していた混変調成分による妨
害を受けることなく映像信号及び音声信号の記録再生を
行うことができる。

ところが、このような方式を採用する場合、音声ディジ
タル信号の伝送ピットレートと映像信号の垂直ブランキ
ング区間の時間との兼ね合いで、音声ディジタル信号を
垂直ブランキング区間に挿入することが困難な場合があ
る。例えば映像信号として高品位テレビ信号を帯域圧縮
したＭＵＬＢ信号を用いる場合、その信号帯域は約８　
ＭＨｚで垂直ブランキング区間に多重する音声ディジタ
ル信号に割９合てることのできる伝送サンプルの速度の
最大でも１６Ｍサンプル／　ｓｅｃ程度であシ垂直ブラ
ンキング区間のＭＵＬｇ信号に占める割合が約８％であ
るから音声ディジタル信号に割り合しることのできる伝
送サンプルは１．２Ｍサンプル／　ｓｅｃ程度としかな
らない。一方音声信号をサンプリング周波数４０ＫＨｚ
程度量子化ビット数１６ｂｔｔ程度のコンパクトディス
クあるいは衛星放送１３モードと同等の品質を持ったデ
ィジタル信号とする場合、誤シ訂正符号等金付加した後
のピットレートは’ｌ　Ｍ　ｂｉ　ｔ／ｓｅｃ程度必要
であシ、これをＭＵＳＢ信号の垂直プランキング区間に
挿入するためには１サンプルあたシ２ｂｉｔの伝送を行
う４値伝送としなければならない。

ＭＵＳＢ信号を記録再生するビデオディスク記録再生装
置においては、読み出し時の光ピツクアップのＮＡを０
．５２〜０．５３レーザー光波長７８０　ｎｍとし、Ｆ
’Ｍ信号のキャリア周波数を１４　ＭＨｚ程度、周波数
偏位を４　ＭＨｚ程度、エンファシス利得を９〜１Ｑｄ
Ｂ程度としてディスクの線速度を２Ｑｍ／ｓ程度とした
装置によって映像画質については十分許容できる信号の
再生が可能であることが報告されている（例えば、日置
他「高品位光ビデオディスクの信号フォーマット」テレ
ビジョン学会技術報告ＶＲ７５−８、高木他「光方式高
品位ビデオディスク」テレビジ璽ン学会技術報告Ｖ几８
７−１５　）。ところが音声については、映像信号の垂
直ブランキング区間に４値で時間軸多重して映像信号と
同一の伝送パラメータで記録再生することは困難であシ
、サンプル値伝送におけるロールオフ率を広げたシ、周
波数偏位エンファシス等を映像信号の場合と変える等の
工夫が必要となる。

（発明が解決しようとする問題点） 映像信号と音声信号とを周波数多重して記録再生する方
法では、混変調によシ原信号に妨害を与えるという問題
点かあシ、映像信号の垂直ブランキング区間に音声ディ
ジタル信号を挿入し、これをＦＭ変調して記録再生する
方法では、音声信号に必要なビットレートを必らずしも
確保できない場合があるという問題点があった。

この発明は、映像、音声に劣化が生じず、かつ音声信号
に必要なビットレートを十分確保できるビデオディスク
記録再生装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題を解決するだめの手段） この発明は映像信号については垂直ブランキング区間を
除いた信号についてＦＭ変調した信号を記録再生し、音
声ディジタル信号についてはこれをＥＦＭ変調したディ
ジタル信号を、時間軸圧縮し、映像信号の垂直ブランキ
ングに対応する区間にディジタル信号で記録再生するこ
とを格子とする。

（作用） この発明によれば、時間軸多重を行っているため、映像
、音声信号に対する妨害が発生しないうえに、音声ディ
ジタル信号については、ディスクの伝送特性に適合した
ディジタル変調方式であるＥＦＭ変調方式を用いている
ためディジタル信号をＦＭ変調して記録再生する従来の
方法よシも伝送ビットレートを高く設定することが可能
である。

例えば、ＭＵＳＥ信号の垂直ブランキング区間に音声Ｅ
ＦＭ信号を時間軸圧縮して多重する場合、垂直ブランキ
ング区間の割合は８％程度であるがら圧縮によシ音声Ｅ
ＦＭ信号の帯域は約１４倍になる。

ところでコンパクトディスクにおいてはＭＵＳＩ３信号
によるビデオディスク記録再生装置の信号読み取シピッ
クアップと同一の特性を持ったピックアップ（ＮＡ　＝
　０．５２〜０．５３　　波長７８０１１ｍ　）を用い
てディスクの線速度を１．３／８として音声ＥＦＭ信号
を十分安定に読み出して再生を行っている。ＭＵＳＢ信
号によるビデオディスク再生装置においては低速度を２
０ｍ／ｓ程度としているため、ビデオディスクでの伝送
帯域は、コンパクトディスクに比較して約１５倍になる
。従って時間軸圧縮によってその帯域が１４倍となった
ＥＦＭ信号について十分安定に読み出せることは、コン
パクトディスクにおける読み出し条件とほとんど同一で
あることから明らかである。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例に係るビデオディスク記録装
置の構成図を、第２図に本発明の一実施例に係るビデオ
ディスク再生装置の構成図を示す。

第１図において、入力映像信号（几）８、入力映像信号
（Ｇ）９．入力映像信号（Ｂ）　１０は、映像信号エン
コーダ１１によって単一の映像信号１２となる。

映像信号１２については、ＮＴＳＣ信号、あるいは高品
位テレビ信号を帯域圧縮したＭＵＬＢ信号等が対応し、
映像信号エンコーダ１１については、ＮＴＳＣ信号の場
合、ＮＴ８Ｃエンコーダ、　ＭＵＳＢ信号の場合、ＭＵ
ＳＥエンコーダが対応する。この信号はＦＭ変調回路１
３によってＦＭ変調され、映９ＦＭ信号１４を出力する
。一方、音声信号１は、Ａ／Ｄ変換器２によｉ　Ａ／Ｄ
変換され、音声ディジタル信号３となる。

ＥＦＭエンコーダは、この信号を入力として、誤シ訂正
符号の付加、インターリーブ、ＥＦＭ変調等の処理を行
い、音声ＥＦＭ信号５を出力する。時間軸圧縮回路６は
、音声ＥＦＭ信号５を映像信号の垂直走査期間ごとに分
割し、分割したそれぞれの音声ＥＦＭ信号を時間軸圧縮
し、時間軸圧縮した音声ＥＦＭ信号７を、それぞれが垂
直ブランキング区間に入るように作成する。切替器１５
は垂直ブランキング区間では、時間軸圧縮した音声ＥＦ
Ｍ信号７を選択し、それ以外の区間では映像ＦＭ信号１
４を選択し、記録信号１６を作成する。これらの信号の
タイミング関係を第３図に示す。

記録信号１６はＥＯ変調器１７により強度変調された光
ビーム１８となシビデオディスク用原盤１９にカッティ
ングされる。一方再生時には第２図に示した構成による
再生装置によシ再生が行われる。第２図において、ビデ
オディスク２０内の記録信号は、光ピツクアップ２１に
よシ読み出され再生信号２２を得る。この信号は等化器
囚によシ等化され等死後の再生信号列を得る。垂直ブラ
ンキング区間検出回路５は、等死後の再生信号列をもと
に垂直ブランキング区間の検出を行う。垂直ブランキン
グ区間の検出は、ＦＭ復調された映像信号あを用いるこ
とによっても行えるが、その場合には、ＦＭｄｉ調回路
Ｕの遅延時間等もあらかじめ考慮しておかなければなら
ない。そこで時間軸圧縮された音声ＥＦＭ信号の始点及
び終点をより正確に求めるには、あらかじめ音声ＥＦＭ
信号の始点及び終点にディジタル信号で特定のパターン
を持った識別信号を記録しておき、これを垂直ブランキ
ング区間検出回路δにて検出するようにすればよシ正確
に求めることが可能となる。またこの識別信号からもＥ
ＦＭ信号のクロック抽出が行えるようにしておくとさら
に都合が良い。

垂直ブランキング区間検出回路δの出力である垂直ブラ
ンキング区間検出信号２６によシ切替器ｎが制御され、
等死後の再生信号列のうち垂直ブランキング区間に存在
する時間軸圧縮された音声ＥＦＭ信号のみが、時間軸伸
長回路Ｚに入力される。時間軸伸長回路部をこの入力信
号を時間軸伸長することにより連続したＥＦＭ信号四を
作成する。この信号はＥＦＭデコーダ（９）によりＥＦ
Ｍ復調誤り訂正、デインターリーブ等の処理を受は音声
ディジタル信号３１となる。最後にこの信号がＤ／Ａ変
換され音声信号あが出力される。

映像信号については等死後の再生信号あのうち垂直ブラ
ンキング区間以外の信号が切替器２７によシＦＭ復調器
翼に入力され、ＦＭ復調された映像信号あを得る。この
信号は映像信号デコーダ３６によりデコードされ出力映
像信号（Ｒ）３７、出力映像信号（Ｇ）３８．出力映像
信号（Ｂ）　３９を出力する。

ところで、時間軸伸長回路２８、ＥＦ’Ｍデコーダコー
映像信号デコーダ蕊では、それらが処理を行うためのク
ロック信号または基準信号が必要となる。

マタ、スピンドルそ一タサーポ回路に対してもｍ速度を
制御するための信号が必要となる。同期抽出部６２では
これらの信号を発生する部分である。

ここに示す同期抽出回路は、１つのＰＬＬループ内に位
相比較器としてＥＦＭ信号位相比較器４５と水平同期信
号位相比較器の２種類を用意し、これを切り替えること
によシ時間軸圧縮された音声ＥＦＭ信号のクロック抽出
と映像信号の同期抽出を同時に抽出する方式をとってい
る。このため音声ＥＦＭ信号のクロック抽出においては
映像信号による同期抽出によって得られたＰＬＬの内部
状態を初期値として使用でき、また逆に映像信号の同期
抽出においても時間軸圧縮された音声ＥＦＭ信号のクロ
ック抽出によって得られたＰＬＬの内部状態を初期値と
して使用でき、それぞれを別に行う場合よりもよシ能率
的に同期抽出を行うことが可能となる。

なお、このような方式をとる場合には、あらかじめ映像
信号の水平同期周波数と時間軸圧縮されたＥＰＭ信号の
クロック周波数との比を有理数としておくと都合が良い
。同期抽出部６２において、等死後の再生信号とタイミ
ング発生回路５５によって作成された時間軸圧縮し九Ｅ
ＦＭ信号に対する基準クロック信号４３とがＥＦＭ信号
位相比較器４５によって位相比較され、ＥＦＭ信号によ
る位相比較器４６を得る。一方ＦＭ復調された映像あの
水平同期部分とスイミング発生回路５５によって作成さ
れた水平同期基準信号材とが水平同期信号位相比較器４
７にょシ位相比較され水平同期信号による位相比較信号
絽をｉる。ループフィルタ５１０入力位相差信号５０は
、垂直ブランキング区間検出信号あによって垂直ブラン
キング区間はＥＦＭ信号による位相比較信号４６が選択
され、その他の区間については水平同期信号による位相
比較信号４８が選択される。ループフィルタ５１の出力
信号５２は電圧制御発振器５３の発振周波数を制御する
。電圧制御発振器５３の出力信号Ｍはタイミング発生回
路５５によって幾つかの基準信号、クロック信号を発生
させるために用いられている。基準信号としてはＰＬＬ
ループ用の基準信号４３．４４の他に時間軸伸長回路あ
の入力部クロック信号４１、時間軸伸長回路の出力部及
びＥＦ’ＭＦＭ変調回路ロック信号４０、映像デコーダ
のクロック信号４２、スピンドルモータサーボ回路５７
への制御信号５６等がある。スピンドルサーボ回路５７
では、制御信号５６をもとにスピンドルモータ５９への
制御電圧信号間を作成し、スピンドルモータ５９の回転
数を制御する。なお、第２図においては映像信号部分の
同期信号として水平同期信号を用いた場合について示し
たが、カラーバースト信号、映像ＦＭ信号に周波数多重
されたパイロット信号、映像信号に周波数多重されたパ
イロット信号等を用いる場合にも同様にして行える。

〔発明の効果〕

この発明によれば、映像信号区間と音声信号区間とを時
間軸上で多重しているために、周波数多重方式において
発生した妨害は発生しないうえに音声ディジタル信号に
ついては、ディスクの伝送特性に適合したディジタル変
調方式であるＥＦＭ変調方式を採用しているために、従
来よシ知られている、ディジタル信号をＦＭ変調して記
録再生する方式に比較し音声信号に対する伝送ビットレ
ートを高く設定することが可能となシ高画質の映像と高
品質のディジタル音声とを同時に記録再生することがで
き、高品質な映像、音声の要求される高品位テレビ信号
またはこれを帯域圧縮した信号を記録再生する場合に特
に有効な発明である。また映像信号の同期抽出と音声Ｅ
ＦＭ信号のクロック抽出を共用することによシそれぞれ
を単独で行う場合よシも、よシ精度の高い同期抽出が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るビデオディスク記録装
置の構成図、第２図は本発明の一実施例に係るビデオデ
ィスク再生装置の構成図、第３図は本発明の一実施例に
係る映像信号と音声信号のタイミング図、第４図は従来
例における映像音声信号の周波数スペクトル（１）、第
５図は従来例における映像音声信号の周波数スペクトル
（２）、第６図は周波数多重方式における信号波形を示
した図、第７図は映像信号と音声ディジタル信号とを時
間軸多重した信号波形を示した図である。 １・・・音声信号、　　　　　２・・・Ａ／Ｄ変換器、
３・・・音声ディジタル信号、　　４・・・ＥＦＭエン
コーダ、５・・・音声ＥＦＭ信号、　　６・・・時間軸
圧縮回路、７・・・時間軸圧縮した音声ＥＦＭ信号、８
・・・入力映像信号（几）、　９・・・入力映像信号（
Ｇ）、１０・・・入力映像信号（Ｂ）、　１１・・・映
像信号エンコーダ、１２・・・映像信号、　　　　１３
・・・ＦＭ変調回路、１４・・・映像ＦＭ信号、　　　
１５・・・切替器、１６・・・記録信号、　　　　１７
・・・ＥＯ変調器、１８・・・光ビーム、１９・・・ビ
デオディスク用原盤、２０・・・ビデオディスク、２１
・・・光ピツクアップ、η・・・再生信号、　　　　る
・・・等化器、ス・・・等死後の再生信号、 ５・・・垂直ブランキング区間検出回路、が・・・垂直
ブランキング区間検出信号、ｎ・・・切替器、　　　　
列・・・時間軸伸長回路、四・・・音声ＥＦＭ信号、　
　（資）・・・ＥＦＭデコーダ、３１・・・音声ディジ
タル信号、３２・・・Ｄ／Ａ変換器、お・・・音声信号
、　　　　翼・・・ＦＭ復調回路、あ・・・映像信号、
３６・・・映像信号デコーダ、３７・・・出力映像信号
（Ｒ）、　　羽・・・出力映像信号（Ｇ）、３９・・・
出力映像信号（Ｂ）、 ４０・・・時間軸伸長回路出力部及びＥＦＭデコーダへ
のクロック信号、 ４１・・・時間軸伸長回路入力部へのクロック信号、４
２・・・映像信号デコーダへのクロック信号、４３・・
・時間軸圧縮されたＥＦＭ信号に対する基準クロック信
号、 必・・・水平同期基準信号、　４５・・・ＥＦＭ信号位
相比較器、４６・・・ＥＦＭ信号による位相比較信号、
４７・・・水平同期信号位相比較器、 絽・・・水平同期信号による位相比較信号、４９・・・
切替器、 （資）・・・ループフィルタへの入力位相差信号、５１
・・・ループフィルタ、５２・・・ループフィルタ出力
信号、＆・・・電圧制御発振器、 シ・・・電圧制御発振器出力信号、 ５・・・タイミング発生回路、 ％・・・スピンドルモータサーボ回路制御信号、５７・
・・スピンドルモータサーボ回路、詔・・・スピンドル
モータ制御電圧信号、５９・・・スピンドルモータ、 ω・・・垂直ブランキング以外の区間、□６１・・・垂
直ブランキング区間、 鵠・・・同期抽出部、 Ｂ・・・映像ＦＭ信号の周波数スペクトル、６・・・音
声ＦＭ信号（右チャンネル）の周波数スペクトル、田・
・・音声ＦＭ信号（左チャネル）の周波数スペクトル、
関・・・音声ＥＦＭ信号の周波数スペクトル、Ｃ・・・
映像ＦＭ信号、 絽・・・音声ＦＭ信号（音声ＦＭ信号（右チャンネル）
と音声側信号（左チャンネル）との和信号）、６９・・
・映像へ信号と音声側信号との和信号、７０・・・ピ　
ッ　ト、 ７１・・・映像信号、 ７２・・・音声ディジタル信号、 ７３・・・時間軸圧縮された音声ディジタル信号、７４
・・・映像、音声時間軸多重信号、７５・・・垂直ブラ
ンキング以外の区間、７６・・・垂直ブランキング区間
、 ７７・・・垂直走査期間。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 同　　　松山光速 第２図 第３ｆｆｌ 笛４図 第５図 （ｄ　）００００００００口 第６１：ｉ０

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ビデオディスク記録再生装置において、映像信号
   については、その垂直ブランキング区間を除いた区間の
   信号をＦＭ変調した信号を記録再生し、音声については
   、これをコンパクトディスクに用いられているＥＦＭ変
   調方式によって変調したディジタル信号を時間軸圧縮し
   、映像信号の垂直ブランキング区間に時間軸多重して記
   録再生することを特徴とするビデオディスク記録再生装
   置。
2. （２）映像信号の水平同期周波数と時間軸圧縮したＥＦ
   Ｍ信号のクロック周波数との比を有理数とすることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のビデオディスク記
   録再生装置。
3. （３）再生時における映像信号の同期抽出に映像信号中
   の水平同期信号、またはカラーバースト信号、またはＦ
   Ｍ変調信号に周波数多重されたパイロット信号、または
   映像信号に周波数多重したパイロット信号を利用するだ
   けでなく、時間軸圧縮されたＥＦＭ信号の抽出クロック
   信号をも利用して同期抽出を行うことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のビデオディスク記録再生装置。
4. （４）再生時における時間軸圧縮されたＥＦＭ信号のク
   ロック抽出にＥＦＭ変調信号を利用するだけでなく映像
   信号の水平同期信号、またはカラーバースト信号または
   ＦＭ変調信号に周波数多重されたパイロット信号または
   映像信号に周波数多重されたパイロット信号をも利用し
   て同期抽出を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のビデオディスク記録再生装置。
5. （５）垂直ブランキング区間に時間軸多重したＥＦＭ信
   号の始点あるいは終点に特定の識別信号を付加すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のビデオディス
   ク記録再生装置。