JPH028518B2

JPH028518B2 -

Info

Publication number: JPH028518B2
Application number: JP55098388A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Yamamoto; Chojuro Yamamitsu; Kunio Sekimoto; Kozo Kurashina
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1980-07-17
Filing date: 1980-07-17
Publication date: 1990-02-26
Also published as: JPS5723373A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はカラー映像信号の記録再生装置に関
し、特に、放送用のニユース取材用などに適しう
る高品質な記録再生システムを構成し、スタジオ
編集機内に時間軸補正器を内蔵させダビングによ
る画質の劣化を大きく改善せんとするものであ
る。

従来、カラー映像信号の磁気記録再生装置（以
下VTRと称す）の主流は回転ヘツドでテープに
斜めに映像トラツクを形成するヘリカルスキヤン
形である。特に家庭用VTRでは、放送用に比べ
ると画質をある程度犠牲にし、そのかわりテープ
消費量を大幅に少なくした小形でしかも高密度記
録がなされている。例えばVHS方式VTRでは直
径62mmの回転シリンダに互に180゜の回転角を有す
るように配置された２つのビデオヘツドでカラー
映像信号を1/2インチ（12.65mm）幅のテープに対
し斜めに記録されている。又放送用VTRにおい
ては、ニユース取材（ENG）ポータブルVTRと
して、従来2″VTRや1″VTRが使われれていたが
装置が大きく、重いため、小形軽量化が切望さ
れ、工業用に開発された3/4インチＵ規格VTRも
最近ニユース取材用にかなり使用されるようにな
つた。この3/4インチＵ規格VTRはシリンダ径
110mm、テープ幅3/4インチ（18.98mm）であるた
め、小形化にも限度があり、さらに映像信号の記
録方法として、カラー映像信号から輝度信号（約
3MHz帯域）と直角２相変調された色信号
（NTSC方式の場合、3.58MHz±500KHz帯域）を
分離し、分離された輝度信号を周波数の高域側で
周波数変調し、その低域を除去して、前記色信号
を低域周波数に変換した信号（例えば、688KHz
±500KHz）と重畳して、第１図に示すようなス
ペクトラムで記録する方法を用いるため、輝度信
号や色信号帯域が制限され、通常再生輝度信号帯
は3MHzで約−6dB、色信号帯域は副搬送波周波
数から500KHz離れた点で約−6dB程度である。
さらにこのような記録方法では、信号が振幅と位
相をもつた情報で記録されるため、VTRの時間
軸変動の影響を受け、カラーモニタ上で色相むら
や飽和度むらが発生するなどの問題があり、画質
としても放送用として十分でない。さらに、
ENGシステムでは第２図に示すように何回かの
ダビングが行なわれる。すなわち、第２図におい
て、５０はカラーカメラとポータブルVTRが一
体化して示してある。このポータブルVTR５０
でニユース取材が行なわれ、取材されたテープ５
１は５２のスタジオVTR１で再生され、その再
生信号は必要な期間だけ５３のスタジオVTR２
に記録される。いわゆる電子編集によるダビング
が行なわれる。第２図には図示しないが、このよ
うな手法が何回か行なわれたのち、時間軸補正器
５４により、時間軸変動を除去して、放送局のカ
ラー映像信号を得るように構成される。そのた
め、前述したように、帯域制限の多い3/4インチ
Ｕ規格VTRのダビング画質は、解像度が低くな
り、ぼけた画質であり、色信号帯域のせまさから
くる色にじみ、さらには、色相むらや飽和度むら
が多くなる欠点があつた。また、ダビングする際
に、時間軸補正器を通さないので時間軸変動が累
積し、ダビング後時間軸補正器を通しても時間軸
変動成分が残留していた。

以上のような点に鑑み、本発明は、放送用のニ
ユース取材などに適しうる高品質な再生画像を得
る方式を提供し、特にその方式におけるダビング
画質の劣化の非常に少ないダビング方式を提供す
る。

本発明によれば前述したVHS方式VTRと同程
度かそれ以下の大きさのシリンダ径およびカセツ
トでも高品質の画像と良好なダビング特性を得る
ことができ、従来のENG用VTRに比べ小形軽量
にすることができる。

以下本発明の詳細な説明を行なう。

第３図は本発明によるシリンダ上でのヘツド配
置、第４図にそのヘツドの前面図、第５図に記録
パターンの一例、第６図に本発明の一実施例ブロ
ツク図を示す。

第３図、第４図において、Ａ，A′およびＢ，
B′はシリンダ円周上で互いに同じ高さで180゜角間
隔に配置された２組のヘツドを表わしている。

このヘツドＡ，Ｂにより、第５図の映像トラツ
クT_A，T_Bが形成され、ヘツドA′，B′により映像
トラツクT_A′，T_B′が形成され、これが交互に映
像トラツクを形成する。第４図および第５図で、
T_A，T_BはそれぞれＡ（A′），Ｂ（B′）ヘツドのト
ラツク幅を、T_Pはトラツクピツチを、T_Sはスペ
を表わす。今、シリンダの直径、回転数、ｘ、ｙ
の値、T_A、T_B、T_Sの値、テープ速度、テープと
記録軌跡の成す角度を適切に定めると第５図のよ
うな記録パターンとなる。一例をあげると、T_A
＞T_Bに設定し、VHS方式VTRと同程度の径のシ
リンダを有し、VHSカセツトで約20分の記録が
可能なVTRを構成することができる。

さて本発明による高品質を得る記録再生方式の
一実施例を第６図に示し詳細な説明を行なう。第
６図において、１は輝度信号入力端である。２は
色信号の色差入力端。例えばＲ−Ｙ信号又はＩ信
号である。以下Ｉ信号として説明する。３は色信
号のもう一つの色差信号入力端。例えばＢ−Ｙ信
号又はＱ信号である。以下Ｑ信号として説明す
る。各信号入力端１，２，３は第２図のニユース
取材用ポータブルVTR内のカラーカメラの出力
に相当し、広帯域の輝度信号、Ｉ信号、Ｑ信号で
ある。

さて、この輝度信号入力端１からの輝度信号に
はSYNC端子からの同期信号が加算器２８におい
て加算され、例えば4MHzの帯域に制限する低域
ろ波器４により帯域制限されたのち、図示してい
ないが分離された輝度信号をクランプする回路、
高域周波数成分を強調するエンフアシス回路、記
録可能な最高周波数に相当するレベルに信号をク
リツプする回路を通過させ次のFM変調器７によ
り例えば4.4〜6.0MHzの周波数偏移をもつように
FM変調され、記録増幅器１０で増幅された後、
スイツチS₃のＲ端子を介してビデオヘツド１５に
より第７図イに示すようなスペクトラムで記録媒
体に記録される。

一方色差信号入力端２からのＩ信号には、
SYNC端子からの同期信号あるいはそれと同期し
た信号が加算器２０において加えられ例えば1M
Hzの帯域をもつ低域ろ波器５により帯域制限さ
れ、前述の輝度信号と同様のクランプ回路、エン
フアシス回路、クリツプ回路などを通過したの
ち、FM変調器８で例えば周波数偏移が５〜6M
HzとなるようにFM変調され、帯域ろ波器１１で
約3MHz〜8MHzに帯域制限され加算器１３に導か
れる。

さらに、もう一つの色差信号入力端３からのＱ
信号は例えば0.5MHzの帯域をもつ低域ろ波器６
により、帯域制限され、前述の輝度信号と同様の
クランプ回路、エンフアシス回路、クリツプ回路
などを通過したのち、FM変調器９で例えば周波
数偏移が0.7MHz〜1.25MHzとなるようにFM変調
さ、低域ろ波器１２で約2MHzに帯域制限された
後、加算器１３でFMI信号と加算され、記録増
幅器１４で増幅され、スイツチS₂のＲ端子を介し
てビデオヘツド１６により第７図ロに示すような
スペクトラムで記録媒体に記録される。

前記輝度信号用ビデオヘツド１５とは第３図Ａ
（A′）ヘツドであり、前記色信号用ビデオヘツド
１６とは第３図Ｂ，（B′）ヘツドである。このよ
うに記録すれば、輝度信号のトラツク幅を大きく
でき、かつ色信号を重畳させないため、高Ｓ／
Ｎ、高解像度の再生画を得ることができる。又色
信号のトラツク幅は狭いが、帯域が輝度信号に対
しＩ信号が約1/4、Ｑ信号が約1/8程度であり、そ
れだけFM変調に起因する三角ノイズも少なくな
り高Ｓ／Ｎの再生色信号を得ることができる。

以上は記録用回路についての説明である。通常
ポータブルVTRとして、ニユース取材のために
持ち歩くVTRとしては、以上の記録機能があれ
ば十分である。第２図に示したポータブルVTR
は通常この様な記録専用機である。ポータブル
VTRで録画してきたテープをスタジオに持ち帰
り、第２図の様にスタジオVTR1で編集する。編
集するときは当然記録機能も必要なので、スタジ
オVTRには常述の様な記録機能とこれから述べ
る再生機能をもつている。

再生においては、ビデオヘツド１５より再生さ
れたFM変調輝度信号は前置増幅器１７で増幅さ
れ、図示していないが、テープヘツドの当たりむ
らの振幅変動をリミツタ回路で除去し、FM変調
器１８と約4MHz帯域の低域ろ波器１９により再
生輝度信号が得られる。一方ビデオヘツド１６よ
り再生された色信号は前置増幅器２１で増幅さ
れ、帯域ろ波器２２と低域ろ波器２３に導かれ、
FM変調Ｉ信号とFM変調Ｑ信号が分離される。
この２信号はそれぞれ前記輝度信号と同様のリミ
ツタ回路を通過し、FM変調器２４と２５、及び
低域ろ波器２６と２７で、FM変調された再生Ｉ
信号、再生Ｑ信号が得られる。ここで得られた再
生輝度信号および色差信号Ｉ、Ｑは時間タイミン
グがずれている。この理由としては以下の３つの
主なものである。

１ポータブルVTRの輝度信号ヘツドと色信号
ヘツドの取付間隔とスタジオVTRのそれに誤
差があることによるもの。VHS方式VTRの場
合シリンダ径が62mmであるのでビデオトラツク
長は 62×π／２となり、１水平期間の長さは 62×π／525≒372μｍとなる。これが約63.5μsに相当するので、1μｍ
の誤差は 63.5/372＝236ns の時間差となつて現われる。通常輝度信号と色
信号の遅延時間誤差は30ns以下程度が要求され
ており、0.12μｍの精度で輝度信号ヘツドと色
信号ヘツドを取付ける必要があり、これは機械
精度上、現状技術では不可能に近い値である。

２記録時の温度・湿度と再生時のそれが異なる
ためテープの伸びの量が異なることによるも
の。これは通常のVTRでもSKEWエラーの発
生原因となるもので大きな問題となる。前述の
ように輝度信号と色信号のヘツドを分けた場
合、その間隔がたとえば約３mmあいていれば、
温度が0゜〜50℃、湿度が０％〜85％と変化する
と最大±3μｍ程度の伸びちぢみが起き、時間
になおせば±700ns程度の遅延時間誤差となつ
てしまう。このため、色ずれのおきた見難い画
面となる。

３輝度信号と色信号の通過帯域が異なるために
おこる遅延時誤差によるもの。色信号処理回路
内の低域波器５，６，２６，２７は輝度信号
処理回路内の低域波器４，１９に較べて、通
過帯域が狭いため、遅延時間も多くなる。通常
テレビジヨンセツト等においても、輝度信号と
色信号の遅延時間差を補償するため、輝度信号
回路内に約0.8μs程度の遅延線を設けている。
第６図の例では変復調回路の両方でこの遅延時
間誤差が発生するため、約1.6μs程度の遅延が
必要になる。放送用の広帯域の輝度信号を
1.6μsも画質劣化なく遅延させるためには、か
なり高級な遅延線が必要でスペースも大きくな
るし、価格も高くなる。しかも1.6μsもの遅延
時間でその偏差を前述のように30ns以内に抑え
ることは非常に難かしい。

以上述べた３つの理由の他にも、輝度信号用ヘ
ツドと色信号用ヘツドを異なつた位置に取りつけ
ているため、それぞれの受けるジツタが異なるこ
とによる時間タイミングのずれも考えられるが、
前述の様に第４図ｘの値として３mm程度に選んだ
場合にはそれほど問題にならない。

以上のような理由でずれる輝度信号と色信号の
時間タイミングを補正するのに、本発明では電荷
転送素子（CCD）を用いた構成例を示している。
CCDは電荷を転送するためのクロツクの周波数
を可変することによつて可変遅延線として動作す
るので、輝度信号と色信号のＩ信号の方に重畳し
た同期信号の時間誤差を検出し、その誤差電圧に
よつて電圧制御発振器（VCO）の発振周波数を
制御し、この制御された発振器の出力をCCDに
加えて、CCDの出力側で輝度信号と色信号の時
間誤差を吸収するような構成をしている。さらに
再生信号からジツタを含んだ水平同期信号或いは
それと同期した信号を分離し、ジツタをもたない
基準の水平同期信号と位相比較して、その出力電
圧でVCOを制御し、CCDに加えることにより、
時間軸補正器（TBC）としても動作させること
ができる。本発明はこのように、再生されたベー
スバンド輝度信号、色信号の時間タイミング誤差
を補正するとともに、再生信号の時間軸補正を行
ない高品質の再生画像を得ようとするものであ
る。

第６図において、低域ろ波器１９の出力に得ら
れた再生輝度信号をCCD３３に導くとともに、
水平同期分離回路２９にも導く。この同期分離回
路２９の出力には、輝度信号に含まれるジツタを
持つた水平同期信号が得られる。端子３０には局
内の基準の水平同期信号を加え、位相比較器３１
において前記同期分離回路２９の水平同期信号出
力と端子３０に加えられた基準水平同期信号とを
位相比較し、ジツタに応じて得られる位相誤差電
圧を可変発振器（VCO）３２に加え、位相誤差
電圧に対応した周波数で発振させる。このVCO
３２で発生したクロツクに応じて、低域ろ波器１
９から加えられた輝度信号情報がCCD３３内を
転送されていく。同期分離回路２９からの同期信
号位相が端子３０からのものに較べて進んでいれ
ば、VCO３２の発振周波数が低くなるようにま
た逆に遅れていれば高くなる様に位相誤差電圧の
極性およびVCO３２の特性を設計しておくと、
CCD３３の出力には時間軸の補正された輝度信
号が得られる。輝度信号ヘツドと色信号ヘツドの
取付け位置があまり離れていない場合はそのジツ
タ成分にあまり差がないことは前述のとおりなの
で、VCO３２の発生するクロツクでＩ信号遅延
用CCD３９、Ｑ信号遅延用CCD４０を駆動すれ
ばその出力には輝度信号同様時間軸補正された色
信号が得られるはずである。しかし、ここでは輝
度信号用VCO３２とは別に色信号用VCO３８を
設けている。VCO３８を制御する位相誤差電圧
は位相比較器３１からの出力だけでなく位相比較
器３６からの電圧によつても制御される。位相比
較器３６は輝度信号から同分離回路３５で分離し
た同期信号と色信号から同期分離回路３４で分離
した同期信号とを比較し、その位相誤差電圧を発
生させるものである。この同期分離回路３４およ
び３５で分離する同期信号は水平同期信号より、
垂直同期信号で十分である。これは前述した時間
タイミングの起る理由がいづれも固定量はあるい
は緩慢な変化をするものであるから、必ずしも速
い応答速度を必要としないためである。しかも色
信号に同期信号を加える場合、色信号は０レベル
を基準に正極性側にも負極性側にも変化するの
で、同期信号をどちらの極性にしても分離しにく
いことから、ブランキング期間が広い垂直同期信
号を用いた方が、容易に誤動作なく取り出すこと
ができる。

このように、CCD３３，３９，４０の出力に
は、時間軸、時間タイミングとも補正された輝度
信号、Ｉ信号、Ｑ信号が得られる。これらの信号
をダビング端子４１を通して必要な内容だけ別の
VTRによりダビングされる。時間軸もタイミン
グも合わせてからダビングすると、ジツタおよび
時間誤差が累積することもなく、しかもベースバ
ンドのままダビングするので高品質な画質を維持
することができる。

このようにして、編集が終了したのち、CCD
３９，４０からの色信号ＩおよびＱを平衡変調器
４２，４４に加える。この平衡変調器４４では端
子４５からの局内の基準色副搬送波_SC（0゜）を加
え平衡変調し、平衡変調器４２では端子４３から
前記色副搬送波より90゜位相の進んだ_SC（90゜）を
加え、やはり平衡変調している。これら変調器４
２，４４の出力を加算器４６で加算するとこの出
力には直角２相変調波が得られ、さらに加算器４
７で輝度信号を加算すると出力端子４８には複合
カラー映像信号が得られる。

本発明のようにベースバンド再生輝度信号、色
信号の時間軸を局内の水平同期信号を基準に補正
し、それを局内の基準色副搬送波で直角二相変調
して複合カラー信号を得る構成とすれば、輝度信
号と色信号がインターリーブした標準信号を、色
相むらや飽和むらなく非常にすぐれた画質として
再生することができる。しかもダビングするごと
にベースバンドで時間軸を補正しているので、ジ
ツタが累積することもなく、本発明は特にダビン
グの画質劣化を防止する点で非常に効果の多い方
式である。

第６図の実施例では時間タイミングを合わすた
めの位相比較器３６の出力を加算器３７で位相比
較器３１の出力と加算し、VCO３８に加え、色
信号用CCD３９，４０を制御しているが、位相
比較器３６の出力を位相比較器３１の出力と加算
してVCO３２に加え輝度信号用CCD３３を制御
しても同様に構成できる。このとき色信号用
CCD３９，４０へのクロツクは位相比較器３１
の出力のみによつて制御されたVCO３８から得
る様に変更されることは明らかである。また、同
期分離回路２９は、LPF１９の出力より輝度信
号中の同期信号を分離しているが、LPF２６の
出力より、色信号に挿入された同期信号、或いは
それと同期した信号を分離する構成とすることも
できる。

さらに同期分離回路３４および３５の入力を取
り出すところはいづれもCCDの出力側になつて
いるが必ずしもここに限ることはなく、CCDの
入力側から取り出してもよい。さらに水平同期分
離回路２９の入力もCCDの入力側に限ることな
く、出力側から取り出す構成にしてもよい。

さらに本発明の説明では、Ｉ信号、Ｑ信号をそ
れぞれ周波数変調して、多重記録する場合につい
て述べたが、本発明はこのようなものだけでな
く、たとえば、Ｉ信号とＱ信号を時間軸圧縮した
信号を加算して、これを周波数変調して記録し、
再生側で周波数復調し、これを時間軸伸長して、
再生Ｉ信号、Ｑ信号を得、第６図で述べた様な時
間軸補正部、時間タイミング処理部およびエンコ
ーダ部を、通過させて、標準複合カラー信号を得
てもよい。

この方法について、第８図を用いて簡単に説明
する。第８図において、n₁，n₂，…は各水平走査
番号、I₁，I₂…はＩ信号のn₁，n₂…水平走査期間
内の情報を示す。イは各水平走査期間内の輝度信
号を、ロは各水平走査期間内の例えば帯壁1MHz
のＩ信号を、ハは各水平走査期間内の例えば帯域
0.5MHzのＱ信号を示している。このロとハの信
号を例えばCCDなどの電荷転送素子に書込み、
Ｉ信号を2/3Ｈ（Ｈ：１水平走査期間）の時間で読
み出し、Ｑ信号を1/3Ｈの時間で読出した信号を
加算すると、Ｉ信号、Ｑ信号とも約1.5MHz帯域
で、しかも、Ｉ信号、Ｑ信号が時間的に重複しな
い時間軸圧縮された１つの色信号ニを得ることが
できる。このニの信号を一つの搬送波で周波数変
換して記録し、再生時、周波数復調すれば、前記
ニの再生色信号を得ることができる。この再生色
信号を時間軸伸長し、記録と逆の操作をすると、
Ｉ信号ロ、Ｑ信号ハを得ることができ、このＩ信
号、Ｑ信号が第６図の時間軸補正部、時間軸タイ
ミング処理回路通過後直角２相変調される。第８
図から分かるように記録時輝度信号に対し、色信
号が1H遅ているので、これを補償するには、再
生輝度信号を2H遅らせるが、記録時と再生時、
それぞれ輝度信号を1Hづつ遅らせねばならない。
この様に時間軸圧縮、伸長を用いれば１つの周波
数変調波で記録することができるので、第６図に
示した例のようにＩ、Ｑの２つのFM信号を周波
数多重して記録する場合より、混変調が少なくな
る利点がある。

以上のように本発明によれば、ベースバンド再
生輝度信号、色信号の時間軸を局内の水平同期信
号を基準に補正し、輝度信号色信号の時間タイミ
ングも補正してダビングするので、ジツタも累積
せず、タイミングの狂いによるクランプパルスの
タイミングずれ等も問題にならない。この様に補
正された信号を局内の基準色副搬送波で直角二相
変調して複合カラー映像信号を得る構成なので、
輝度信号と色信号が完全にインターリーブして、
色相むらや飽和度むらもなく非常にすぐれた画質
として再生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のVTRの記録信号スペクトラム
の一例を示す図、第２図はENGを説明するシス
テム図、第３図は本発明による映像信号記録再生
装置の一実施例におけるヘツド配置を示す平面
図、第４図は同前面図、第５図は本発明による記
録パターンの一実施例を示す図、第６図は本発明
の記録再生系の基本ブロツク図、第７図は第６図
の要部の記録信号スペクトラムを示す図、第８図
は本発明の色信号の他の記録例を示す原理説明図
である。１……輝度信号入力端子、２，３……色差信号
入力端子、４，５，６，１２，１９，２３，２
６，２７……低域ろ波器、７，８，９……FM変
調器、１０，１４……記録増幅器、１３，２０，
２８，３７，４６，４７……加算器、１７，２１
……前置増幅器、１８，２４，２５……FM復調
器、２９，３５，３４……同期分離回路、３１，
３６……位相比較器、３２，３８……可変発振
器、３３，３９，４０……CCD、４２，４４…
…平衡変調器。

Claims

【特許請求の範囲】１同期信号の加算された輝度信号を周波数変調
して第１の磁気ヘツドで磁気記録媒体に記録し、前記同期信号に同期した第２の同期信号が加算
された色差信号を周波数変調して第２の磁気ヘツ
ドで前記記録媒体に記録し、再生時に再生された前記周波数変調された輝度
信号および色差信号をそれぞれ周波数復調して、
再生輝度信号と再生色差信号を得、その再生輝度信号中の同期信号と局内基準同期
信号を第１の位相比較器で位相比較して再生輝度
信号の時間軸補正を行うとともに、前記第１の位相比較器の出力を用いて、再生色
信号の時間軸補正を行つた後、時間軸再生後の輝度信号および色信号から同期
信号を分離し第２の位相比較器で両信号の位相差
を比較し、その出力を第１の位相比較器の出力と加算して
色信号の時間軸を補正する構成とし、時間軸変動および互の遅延時間差の除去された
再生輝度信号と再生色差信号を得ることを特徴とする映像信号記録再生装置。