JPH0581639A - デイジタル画像信号の磁気記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長時間記録が可能で、エラーレートの小さい
ディジタル画像信号の磁気記録方法を提供する。 【構成】 ディジタル画像信号を、再生歪みの少ないよ
うな形で圧縮してＣｏ−Ｃｒ合金膜を磁性層とする垂直
磁気記録媒体に記録する。すなわち、入力されたディジ
タル画像信号をブロック化し、次いでこれを圧縮符号化
し、さらにチャンネル符号化して垂直磁気記録媒体に記
録する。このとき、垂直磁気記録媒体の非磁性支持体の
Ｃｏ−Ｃｒ合金膜の成膜前における５０〜３００℃での
線膨張係数ｋ₁ を０mm／mm・℃以下とする。あるいは、
Ｃｏ−Ｃｒ合金膜の成膜後における５０〜３００℃での
線膨張係数ｋ₂ を０．３×１０^-5mm／mm・℃以下とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルＶＴＲ等に
おけるディジタル画像信号の磁気記録方法に関するもの
であり、特にディジタル画像信号を再生歪みが少ないよ
うな形で圧縮して記録する磁気記録方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録の分野においては、年々高密度
化が要求されており、加えて信号形態もアナログ信号か
らディジタル信号に代わりつつあり、高密度化と共に信
号形態に合わせた媒体設計が必要となっている。これま
で、磁気記録の方式は、面内に磁化の容易軸を持った磁
気記録媒体を用いる，いわゆる面内磁気記録方式が主で
あったが、この方式では記録密度を上げれば上げるほど
磁気記録媒体の磁化方向が互いに反発し合うように並ぶ
ため、高密度化には自ずと限度があり、要求されるよう
な高密度化を図ることは困難である。

【０００３】さらに、面内磁気記録方式では、磁化反転
が２回繰り返すパターンにおいて、それぞれの磁化反転
の間隔が詰まってくるほど（高密度化するほど）互いの
磁化反発及び波形干渉によるピークシフトが生じ、エラ
ーレートが悪化する等の欠点がある。そこで近年、磁気
記録の新しい方式として、膜面に対して垂直方向に磁化
容易軸を有する磁気記録媒体を用いる垂直磁気記録方式
が開発され、その実用化に期待が持たれている。

【０００４】垂直磁気記録方式では、面内磁気記録方式
に比べて減磁作用が極めて少なく、記録密度を飛躍的に
増大することが可能となる。また、磁化反転２回の繰り
返しパターンにおいても、磁化の反発が生じないため波
形干渉によるピークシフトが生ずるのみで、補正が容易
に行える。

【０００５】ところで、この垂直磁気記録方式に用いら
れる磁気記録媒体の磁性層は、Ｃｏ−Ｃｒ合金膜が主
で、スパッタ法や真空蒸着法等によって成膜される。こ
こで、スパッタ法あるいは真空蒸着法の何れの方法でＣ
ｏ−Ｃｒ合金膜を成膜する場合にも、ある程度の抗磁力
Ｈｃ（例えば７００エルステッド＝５６ｋＡ／ｍ以上）
を確保するためには、成膜時の基板温度を約１８０℃以
上にする必要がある。

【０００６】しかしながら、特に厚さ１０μｍ以下のフ
ィルム基板上に膜形成を行う場合、基板を加熱すると次
のような不都合が生ずる。先ず、フィルム基板を加熱す
るキャンロールが高温であり、供給されるフィルム基板
の温度（室温）との温度差（ΔＴ）が大きいために、フ
ィルム基板の熱膨張係数（ｋ）が小さくとも熱膨張（Δ
Ｌ＝ｋ×ΔＴ）は大きくなり、膜形成時のスパッタ，真
空蒸着等による熱輻射も加わって、しわが発生する。

【０００７】また、室温に戻ったとき、フィルム基板の
収縮量が金属磁性薄膜のそれを上回り、金属磁性薄膜を
外側にしたカッピング（テープ幅方向の湾曲）が大きく
なる傾向にある。カッピングが大きくなった場合、磁気
ヘッドと磁気記録媒体との接触状態が悪化し、磁気ヘッ
ドが均一に当たらなくなり、エンベロープの変動やそれ
に伴うエラーレートの増加等が生じ、ディジタル画像信
号を記録する上で非常に不都合である。

【０００８】これらの不都合を防ぐために、フィルム基
板がキャンロールに導入される直前にエキスパンダーロ
ールにより予め機械的に引っ張っておき、熱的な膨張と
相殺させる方法が考えられている。しかしながら、エキ
スパンダーロールに用いられる材料は合成ゴムであり、
２００℃程度まで耐熱性を有するものは少なく、また耐
熱性はあっても真空，高温条件下に曝されると不純物ガ
スが発生する虞れがある。したがって、耐久性が著しく
悪くなる等の問題が表面化し、エキスパンダーロールは
使わないのが望ましい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、ディジ
タル画像信号を記録するディジタルＶＴＲ、特にディジ
タル画像信号を再生歪みが少ないような形で圧縮して記
録するディジタルＶＴＲにおいては、しわの発生やカッ
ピングの少ない磁気記録媒体の設計が不可欠であり、エ
キスパンダーロール等を用いることなくこれらの問題を
解消し得る垂直磁気記録媒体の実現が望まれる。

【００１０】そこで本発明は、かかる実情に鑑みて提案
されたものであって、垂直磁気記録媒体のしわやカッピ
ングの抑制を図り、磁気ヘッドとの当たり特性に優れエ
ラーレートの少ない記録再生が可能なディジタル画像信
号の磁気記録方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述の目
的を達成せんものと鋭意検討を重ねた結果、非磁性支持
体の熱膨張係数の値がしわやカッピングの発生に大きく
影響を与えるとの知見を得るに至った。本発明は、前記
知見に基づいて完成されたものであって、入力ディジタ
ル画像信号を複数の画素データからなるブロック単位の
データに変換してブロック化し、該ブロック化されたデ
ータをブロック単位に圧縮符号化し、該圧縮符号化され
たデータをチャンネル符号化し、該チャンネル符号化さ
れたデータを回転ドラムに装着された磁気ヘッドにより
磁気記録媒体に記録するようにしたディジタル画像信号
の磁気記録方法において、上記磁気記録媒体は、非磁性
支持体上にＣｏ及びＣｒを主体とする金属磁性薄膜が形
成されてなり、前記非磁性支持体の金属磁性薄膜成膜前
における５０〜３００℃までの線膨張係数ｋ₁ が０mm／
mm・℃以下であることを特徴とするものであり、さらに
は非磁性支持体の金属磁性薄膜成膜後における５０〜３
００℃までの線膨張係数ｋ₂ が０．３×１０^-5mm／mm・
℃以下であることを特徴とするものである。

【００１２】すなわち、本発明は、非磁性支持体の線膨
張係数が特定の範囲に設定されたＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記
録媒体を用い、しわの発生やカッピングによるヘッド当
たり特性の劣化を解消し、エラーレートをを抑制しよう
とするものである。ここで問題となるのは、成膜する際
のフィルムの送り方向（以下、ＭＤ方向と称する。）と
直交する幅方向（以下、ＴＤ方向と称する。）の線膨張
係数であり、金属磁性薄膜成膜前の非磁性支持体におい
ては、５０〜３００℃までの線膨張係数ｋ₁ を０mm／mm
・℃以下とする必要がある。また、金属磁性薄膜成膜後
の非磁性支持体においては、５０〜３００℃までの線膨
張係数ｋ₂ を０．３×１０^-5mm／mm・℃以下とする必要
がある。

【００１３】線膨張係数ｋ₁ あるいは線膨張係数ｋ₂ が
前記範囲を越えてプラスの値となると、高温のキャンロ
ールに接したときに非磁性支持体がＴＤ方向に伸びよう
とし、結果としてしわが発生する。このように非磁性支
持体の線膨張係数ｋ₁ あるいは線膨張係数ｋ₂ を規定す
る必要があるのは、Ｃｏ−Ｃｒ合金膜を磁性層とする垂
直磁気記録媒体において、磁気特性（特に抗磁力Ｈｃ）
を確保するために成膜時に非磁性支持体を加熱するため
であり、キャンロールを−２０℃前後に冷却して蒸着を
行うＣｏ−Ｎｉ合金膜やＣｏ−Ｏ膜を磁性層とする磁気
記録媒体においては、あまり問題とならない事項であ
る。

【００１４】非磁性支持体の線膨張係数ｋ₁ あるいは線
膨張係数ｋ₂ を前記範囲内に設定するためには、例えば
ベースフィルム作製時、乾燥工程をＴＤ方向にエキスパ
ンダーロールで引っ張りながら行えばよい。これによっ
て、引っ張り応力が残ったベースフィルムが得られる。
このようにして作製したベースフィルムに温度を加えた
場合、材料自身の熱膨張に加えて引っ張り応力の緩和に
よる収縮が起こり、緩和分が材料の熱膨張を上回ったと
きに見かけ上線膨張係数ｋ₁ ≦０となる。

【００１５】したがって、前記乾燥工程における乾燥温
度や引っ張り応力を調整することによって、前記線膨張
係数ｋ₁ あるいは線膨張係数ｋ₂をコントロールするこ
とができる。

【００１６】また、前述のように線膨張係数ｋ₁ あるい
は線膨張係数ｋ₂ をコントロールすることは、非磁性支
持体の膜厚が１０μｍ以下であるときに効果が大きい。
非磁性支持体の膜厚が１０μｍを越える場合、例えば２
０μｍ以上の場合には、一般に線膨張係数ｋ₁ は小さ
く、またｋ₁ ≧０でもしわが入り難い。なお、磁性層で
あるＣｏ−Ｃｒ合金膜の組成は、従来より垂直磁気記録
媒体に用いられている組成であれば如何なるものであっ
てもよく、特に制約があるわけではない。また、その成
膜方法も、スパッタ法、真空蒸着法のいずれであっても
よい。

【００１７】

【作用】非磁性支持体の金属磁性薄膜成膜前における５
０〜３００℃までの線膨張係数ｋ₁ が０mm／mm・℃以下
であるとき、あるいは非磁性支持体の金属磁性薄膜成膜
後における５０〜３００℃までの線膨張係数ｋ₂ が０．
３×１０^-5mm／mm・℃以下であるとき、しわの発生が抑
制される。これは、熱履歴を受ける前の線膨張係数ｋ₁
を用いて次のように説明することができる。

【００１８】ＭＤ方向にテンションが加えられた薄いベ
ースフィルムが高温のキャンロールに導入される場合、
線膨張係数ｋ₁ が０より大きいときにはベースフィルム
はＴＤ方向に伸びようとする。このとき、前記テンショ
ンによりＴＤ方向に伸びようとする自由がきかず、伸び
分のしわ寄せによりしわが発生する。線膨張係数ｋ₁ が
大きいときには、伸び分も大きくなり、しわの数も増え
る。

【００１９】これに対して、線膨張係数ｋ₁ が０以下の
ときには、高温のキャンロールと接したときにはＴＤ方
向に縮もうとし、しわが発生することはない。本発明に
おいては、前記条件を満足する垂直磁気記録媒体に対し
てディジタル画像信号を記録するようにしているので、
ヘッド当たり特性に優れたものとなり、エラーレートが
大幅に改善される。

【００２０】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、図
面や実験結果を参照しながら詳細に説明する。

【００２１】Ａ．記録再生装置の構成 カラービデオ信号をディジタル化して磁気テープ等の記
録媒体に記録するディジタルＶＴＲとしては、放送局用
のＤ１フォーマットのコンポーネント形ディジタルＶＴ
Ｒ及びＤ２フォーマットのコンポジット形ディジタルＶ
ＴＲが実用化されている。

【００２２】前者のＤ１フォーマットディジタルＶＴＲ
は、輝度信号及び第１，第２の色差信号をそれぞれ１
３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚのサンプリング周波数で
Ａ／Ｄ変換した後、所定の信号処理を行って磁気テープ
上に記録するもので、これらコンポーネント成分のサン
プリング周波数が４：２：２であることから、４：２：
２方式とも称されている。

【００２３】一方、後者のＤ２フォーマットディジタル
ＶＴＲは、コンポジットカラービデオ信号をカラー副搬
送波信号の周波数の４倍の周波数の信号でサンプリング
を行ってＡ／Ｄ変換し、所定の信号処理を行った後、磁
気テープに記録するようにしている。

【００２４】いずれにしても、これらのディジタルＶＴ
Ｒは、共に放送局用に使用されることを前提に設計され
ているために、画質最優先とされ、１サンプルが例えば
８ビットにＡ／Ｄ変換されたディジタルカラービデオ信
号を実質的に圧縮することなしに記録するようになされ
ている。したがって、例えばＤ１フォーマットのディジ
タルＶＴＲでは、大型のカセットテープを使用しても高
々１．５時間程度の再生時間しか得られず、一般家庭用
のＶＴＲとして使用するには不適当である。

【００２５】そこで本実施例においては、例えば５μｍ
のトラック幅に対して最短波長０．５μｍの信号を記録
するようにし、記録密度８×１０⁵ ｂｉｔ／mm² 以上を
実現するとともに、記録情報を再生歪みが少ないような
形で圧縮する方法を併用することによって、テープ幅が
８mmあるいはそれ以下の幅狭の磁気テープを使用しても
長時間の記録・再生が可能なディジタルＶＴＲに適用す
るものとする。

【００２６】以下、このディジタルＶＴＲの構成につい
て説明する。

【００２７】ａ．信号処理部 先ず、本実施例において用いたディジタルＶＴＲの信号
処理部について説明する。図１は記録側の構成全体を示
すものであり、１Ｙ、１Ｕ、１Ｖでそれぞれ示す入力端
子に、例えばカラービデオカメラからの三原色信号Ｒ，
Ｇ，Ｂから形成されたディジタル輝度信号Ｙ、ディジタ
ル色差信号Ｕ、Ｖが供給される。この場合、各信号のク
ロックレートはＤ１フォーマットの各コンポーネント信
号の周波数と同一とされる。すなわち、それぞれのサン
プリング周波数が１３．５ＭＨｚ、６．７５ＭＨｚとさ
れ、且つこれらの１サンプル当たりのビット数が８ビッ
トとされている。したがって、入力端子１Ｙ、１Ｕ、１
Ｖに供給される信号のデータ量としては、約２１６Ｍｂ
ｐｓとなる。この信号のうちブランキング時間のデータ
を除去し、有効領域の情報のみを取り出す有効情報抽出
回路２によってデータ量が約１６７Ｍｂｐｓに圧縮され
る。

【００２８】そして、上記有効情報抽出回路２の出力の
うちの輝度信号Ｙが周波数変換回路３に供給され、サン
プリング周波数が１３．５ＭＨｚからその３／４に変換
される。周波数変換回路３としては、例えば間引きフィ
ルタが使用され、折り返し歪みが生じないようになされ
ている。この周波数変換回路３の出力信号は、ブロック
化回路５に供給され、輝度データの順序がブロックの順
序に変換される。ブロック化回路５は、後段に設けられ
たブロック符号化回路８のために設けられている。

【００２９】図３は、符号化の単位のブロックの構造を
示す。この例は、３次元ブロックであって、例えば２フ
レームに跨がる画面を分割することにより、同図に示す
ように（４ライン×４画素×２フレーム）の単位ブロッ
クが多数形成される。なお、図３において実線は奇数フ
ィールドのラインを示し、破線は偶数フィールドのライ
ンを示す。

【００３０】また、有効情報抽出回路２の出力のうち、
２つの色差信号Ｕ、Ｖがサブサンプリング及びサブライ
ン回路４に供給され、サンプリング周波数がそれぞれ
６．７５ＭＨｚからその半分に変換された後、２つのデ
ィジタル色差信号が互いにライン毎に選択され、１チャ
ンネルのデータに合成される。したがって、このサブサ
ンプリング及びサブライン回路４からは線順次化された
ディジタル色差信号が得られる。このサブサンプリング
及びサブライン回路４によってサブサンプル及びサブラ
イン化された信号の画素構成を図４に示す。図４中、○
は第１の色差信号Ｕのサブサンプリング画素を示し、△
は第２の色素信号Ｖのサンプリング画素を示し、×はサ
ブサンプルによって間引かれた画素の位置を示す。

【００３１】上記サブサンプリング及びサブライン回路
４からの線順次化出力信号は、ブロック化回路６に供給
される。ブロック化回路６では一方のブロック化回路５
と同様に、テレビジョン信号の走査の順序の色差データ
がブロックの順序のデータに変換される。このブロック
化回路６は、一方のブロック化回路５と同様に、色差デ
ータを（４ライン×４画素×２フレーム）のブロック構
造に変換する。そしてこれらブロック化回路５及びブロ
ック化回路６の出力信号が合成回路７に供給される。

【００３２】合成回路７では、ブロックの順序に変換さ
れた輝度信号及び色差信号が１チャンネルのデータに変
換され、この合成回路７の出力信号がブロック符号化回
路８に供給される。ブロック符号化回路８としては、後
述するようにブロック毎のダイナミックレンジに適応し
た符号化回路（ＡＤＲＣと称する。）、ＤＣＴ（Ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）回路
等が適用できる。前記ブロック符号化回路８からの出力
信号は、さらにフレーム化回路９に供給され、フレーム
構造のデータに変換される。このフレーム化回路９で
は、画素系のクロックと記録系のクロックとの乗り換え
が行われる。

【００３３】次いで、フレーム化回路９の出力信号がエ
ラー訂正符号のパリティ発生回路１０に供給され、エラ
ー訂正符号のパリティが生成される。パリティ発生回路
１０の出力信号はチャンネルエンコーダ１１に供給さ
れ、記録データの低域部分を減少させるようなチャンネ
ルコーディングがなされる。チャンネルエンコーダ１１
の出力信号が記録アンプ１２Ａ，１２Ｂと回転トランス
（図示は省略する。）を介して一対の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂに供給され、磁気テープに記録される。な
お、オーディオ信号と、ビデオ信号とは別に圧縮符号化
され、チャンネルエンコーダ１１に供給される。

【００３４】上述の信号処理によって、入力のデータ量
２１６Ｍｂｐｓが有効走査期間のみを抽出するによって
約１６７Ｍｂｐｓに低減され、さらに周波数変換とサブ
サンプル、サブラインとによってこれが８４Ｍｂｐｓに
減少される。このデータは、ブロック符号化回路８で圧
縮符号化することにより、約２５Ｍｂｐｓに圧縮され、
その後のパリティ、オーディオ信号等の付加的な情報を
加えて、記録データ量としては３１．５６Ｍｂｐｓとな
る。

【００３５】次に、再生側の構成について図２を参照し
ながら説明する。再生の際には、図２に示すように、先
ず磁気ヘッド１３Ａ，１３Ｂからの再生データが回転ト
ランス及び再生アンプ１４Ａ，１４Ｂを介してチャンネ
ルデコーダ１５に供給される。チャンネルデコーダ１５
において、チャンネルコーディングの復調がされ、チャ
ンネルデコーダ１５の出力信号がＴＢＣ回路（時間軸補
正回路）１６に供給される。このＴＢＣ回路１６におい
て、再生信号の時間軸変動成分が除去される。ＴＢＣ回
路１６からの再生データがＥＣＣ回路１７に供給され、
エラー訂正符号を用いたエラー訂正とエラー修整とが行
われる。ＥＣＣ回路１７の出力信号がフレーム分解回路
１８に供給される。

【００３６】フレーム分解回路１８によって、ブロック
符号化データの各成分がそれぞれ分離されるとともに、
記録系のクロックから画素系のクロックへの乗り換えが
なされる。フレーム分解回路１８で分離された各データ
がブロック複号回路１９に供給され、各ブロック単位に
原データと対応する復元データが複号され、複号データ
が分配回路２０に供給される。この分配回路２０で複号
データが輝度信号と色差信号に分離される。輝度信号及
び色差信号がブロック分解回路２１，２２にそれぞれ供
給される。ブロック分解回路２１，２２は、送信側のブ
ロック化回路５，６とは逆に、ブロックの順序の複号デ
ータをラスター走査の順に変換する。

【００３７】ブロック分解回路２１からの複号輝度信号
が補間フィルタ２３に供給される。補間フィルタ２３で
は、輝度信号のサンプリングレートが３ｆｓから４ｆｓ
（４ｆｓ＝１３．５ＭＨｚ）に変換される。補間フィル
タ２３からのディジタル輝度信号Ｙは出力端子２６Ｙに
取り出される。

【００３８】一方、ブロック分解回路２２からのディジ
タル色差信号が分配回路２４に供給され、線順次化され
たディジタル色差信号Ｕ，Ｖがディジタル色差信号Ｕ及
びＶにそれぞれ分離される。分配回路２４からのディジ
タル色差信号Ｕ，Ｖが補間回路２５に供給され、それぞ
れ補間される。補間回路２５は、復元された画素データ
を用いて間引かれたライン及び画素のデータを補間する
もので、補間回路２５からはサンプリングレートが２ｆ
ｓのディジタル色差信号Ｕ及びＶが得られ、出力端子２
６Ｕ，２６Ｖにそれぞれ取り出される。

【００３９】ｂ．ブロック符号化 図１におけるブロック符号化回路８としては、ＡＤＲＣ
（ＡｄａｐｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ Ｃｏ
ｄｉｎｇ）エンコーダが用いられる。このＡＤＲＣエン
コーダは、各ブロックに含まれる複数の画素データの最
大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮを検出し、これら最大値ＭＡ
Ｘ及び最小値ＭＩＮからブロックのダイナミックレンジ
ＤＲを検出し、このダイナミックレンジＤＲに適応した
符号化を行い、原画素データのビット数よりも少ないビ
ット数により、再量子化を行うものである。ブロック符
号化回路８の他の例としては、各ブロックの画素データ
をＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎ
ｓｆｏｒｍ）した後、このＤＣＴで得られた係数データ
を量子化し、量子化データをランレングス・ハフマン符
号化して圧縮符号化する構成を用いてもよい。

【００４０】ここでは、ＡＤＲＣエンコーダを用い、さ
らにマルチダビングした時にも画質劣化が生じないエン
コーダの例を図５を参照しながら説明する。図５におい
て、入力端子２７に例えば１サンプルが８ビットに量子
化されたディジタルビデオ信号（或いはディジタル色差
信号）が図１の合成回路７より入力される。入力端子２
７からのブロック化データが最大値，最小値検出回路２
９及び遅延回路３０に供給される。最大値，最小値検出
回路２９は、ブロック毎に最小値ＭＩＮ、最大値ＭＡＸ
を検出する。遅延回路３０からは、最大値及び最小値が
検出されるのに要する時間、入力データを遅延させる。
遅延回路３０からの画素データが比較回路３１及び比較
回路３２に供給される。

【００４１】最大値，最小値検出回路２９からの最大値
ＭＡＸが減算回路３３に供給され、最小値ＭＩＮが加算
回路３４に供給される。これらの減算回路３３及び加算
回路３４には、ビットシフト回路３５から４ビット固定
長でノンエッジマッチング量子化した場合の１量子化ス
テップ幅の値（△＝１／１６ＤＲ）が供給される。ビッ
トシフト回路３５は、（１／１６）の割算を行うよう
に、ダイナミックレンジＤＲを４ビットシフトする構成
とされている。減算回路３３からは（ＭＡＸ−△）のし
きい値が得られ、加算回路３４からは（ＭＩＮ＋△）の
しきい値が得られる。これらの減算回路３３及び加算回
路３４からのしきい値が比較回路３１，３２にそれぞれ
供給される。なお、このしきい値を規定する値△は、量
子化ステップ幅に限らず、ノイズレベルに相当する固定
値としてもよい。

【００４２】比較回路３１の出力信号がＡＮＤゲート３
６に供給され、比較回路３２の出力信号がＡＮＤゲート
３７に供給される。ＡＮＤゲート３６及びＡＮＤゲート
３７には、遅延回路３０からの入力データが供給され
る。比較回路３１の出力信号は、入力データがしきい値
より大きい時にハイレベルとなり、したがってＡＮＤゲ
ート３６の出力端子には、（ＭＡＸ〜ＭＡＸ−△）の最
大レベル範囲に含まれる入力データの画素データが抽出
される。一方、比較回路３２の出力信号は、入力データ
がしきい値より小さい時にハイレベルとなり、したがっ
てＡＮＤゲート３７の出力端子には、（ＭＩＮ〜ＭＩＮ
＋△）の最小レベル範囲に含まれる入力データの画素デ
ータが抽出される。

【００４３】ＡＮＤゲート３６の出力信号が平均化回路
３８に供給され、ＡＮＤゲート３７の出力信号が平均化
回路３９に供給される。これらの平均化回路３８，３９
は、ブロック毎に平均値を算出するもので、端子４０か
らブロック周期のリセット信号が平均化回路３８，３９
に供給されている。平均化回路３８からは、（ＭＡＸ〜
ＭＡＸ−△）の最大レベル範囲に属する画素データの平
均値ＭＡＸ´が得られ、平均化回路３９からは（ＭＩＮ
〜ＭＩＮ＋△）の最小レベル範囲に属する画素データの
平均値ＭＩＮ´が得られる。平均値ＭＡＸ´から平均値
ＭＩＮ´が減算回路４１で減算され、この減算回路４１
からダイナミックレンジＤＲ´が得られる。

【００４４】また、平均値ＭＩＮ´が減算回路４２に供
給され、遅延回路４３を介された入力データから平均値
ＭＩＮ´が減算回路４２において減算され、最小値除去
後のデータＰＤＩが形成される。このデータＰＤＩ及び
修整されたダイナミックレンジＤＲ´が量子化回路４４
に供給される。この実施例では、量子化に割り当てられ
るビット数ｎが０ビット（コード信号を転送しない）、
１ビット、２ビット、３ビット、４ビットの何れかとさ
れる可変長のＡＤＲＣであって、エッジマッチング量子
化がなされる。割り当てビット数ｎは、ブロック毎にビ
ット数決定回路４５において決定され、ビット数ｎのデ
ータが量子化回路４４に供給される。

【００４５】可変長ＡＤＲＣは、ダイナミックレンジＤ
Ｒ´が小さいブロックでは、割り当てビット数ｎを少な
くし、ダイナミックレンジＤＲ´が大きいブロックで
は、割り当てビット数ｎを多くすることで、効率の良い
符号化を行うことができる。すなわち、ビット数ｎを決
定する際のしきい値をＴ１〜Ｔ４（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜
Ｔ４）とすると、（ＤＲ´＜Ｔ１）のブロックは、コー
ド信号が転送されず、ダイナミックレンジＤＲ´の情報
のみが転送され、（Ｔ１≦ＤＲ´＜Ｔ２）のブロック
は、（ｎ＝１）とされ、（Ｔ２≦ＤＲ´＜Ｔ３）のブロ
ックは、（ｎ＝２）とされ、（Ｔ３≦ＤＲ´＜Ｔ４）の
ブロックは、（ｎ＝３）とされ、（ＤＲ´≧Ｔ４）のブ
ロックは、（ｎ＝４）とされる。

【００４６】かかる可変長ＡＤＲＣではしきい値Ｔ１〜
Ｔ４を変えることで、発生情報量を制御すること（いわ
ゆるバッファリング）ができる。したがって、１フィー
ルド或いは、１フレーム当たりの発生情報量を所定値に
することが要求されるこの発明のディジタルビデオテー
プレコーダのような伝送路に対しても可変長ＡＤＲＣを
適用できる。

【００４７】発生情報量を所定値にするためのしきい値
Ｔ１〜Ｔ４を決定するバッファリング回路４６では、し
きい値の組（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４）が複数例えば３
２組用意されており、これらのしきい値の組がパラメー
タコードＰｉ（ｉ＝０、１、２・・・・３１）により区
別される。パラメータコードＰｉの番号ｉが大きくなる
に従って、発生情報量が単調に減少するように設定され
ている。ただし、発生情報量が減少するに従って、復元
画像の画質が劣化する。

【００４８】バッファリング回路４６からのしきい値Ｔ
１〜Ｔ４が比較回路４７に供給され、遅延回路４８を介
されたダイナミックレンジＤＲ´が比較回路４７に供給
される。遅延回路４８は、バッファリング回路４６でし
きい値の組が決定されるのに要する時間、ＤＲ´を遅延
させる。比較回路４７では、ブロックのダイナミックレ
ンジＤＲ´と各しきい値とがそれぞれ比較され、比較出
力がビット数決定回路４５に供給され、そのブロックの
割り当てビット数ｎが決定される。量子化回路４４で
は、ダイナミックレンジＤＲ´と割り当てビット数ｎと
を用いて遅延回路４９を介された最小値除去後のデータ
ＰＤＩがエッジマッチングの量子化により、コード信号
ＤＴに変換される。量子化回路４４は、例えばＲＯＭで
構成されている。

【００４９】遅延回路４８、５０をそれぞれ介して修整
されたダイナミックレンジＤＲ´、平均値ＭＩＮ´が出
力され、さらにコード信号ＤＴとしきい値の組を示すパ
ラメータコードＰｉが出力される。この例では、一旦ノ
ンエッジマッチ量子化された信号が新たにダイナミック
レンジ情報に基づいて、エッジマッチ量子化されている
ためにダビングした時の画像劣化は少ないものとされ
る。

【００５０】ｃ．チャンネルエンコーダ及びチャンネル
デコーダ 次に、図１のチャンネルエンコーダ１１及びチャンネル
デコーダ１５について説明する。チャンネルエンコーダ
１１においては、図６に示すように、パリティ発生回路
１０の出力が供給される適応型スクランブル回路で、複
数のＭ系列のスクランブル回路５１が用意され、その中
で入力信号に対し最も高周波成分及び直流成分の少ない
出力が得られるようなＭ系列が選択されるように構成さ
れている。パーシャルレスポンス・クラス４検出方式の
ためのプリコーダ５２で、１／１−Ｄ² （Ｄは単位遅延
用回路）の演算処理がなされる。このプリコーダ５２の
出力を記録アンプ１２Ａ，１３Ａを介して磁気ヘッド１
３Ａ，１３Ｂにより、記録再生し、再生出力を再生アン
プ１４Ａ，１４Ｂによって増幅するようになされてい
る。

【００５１】一方、チャンネルデコーダ１５において
は、図７に示すように、パーシャルレスポンス・クラス
４の再生側の演算処理回路５３は、１＋Ｄの演算が再生
アンプ１４Ａ，１４Ｂの出力に対して行われる。また、
いわゆるビタビ複号回路５４においては、演算処理回路
５３の出力に対してデータの相関性や確からしさ等を用
いた演算により、ノイズに強いデータの複号が行われ
る。このビタビ複号回路５４の出力がディスクランブル
回路５５に供給され、記録側のスクランブル処理によっ
て並び変えられたデータが元の系列に戻されて原データ
が復元される。この実施例において用いられるビタビ複
号回路５４によって、ビット毎の複号を行う場合より
も、再生Ｃ／Ｎ換算が３ｄＢで改良が得られる。

【００５２】ｄ．走行系 磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂは、図８に示す
ように、一体構造とされた形でドラム７６に取付けられ
る。ドラム７６の周面には、１８０°よりやや大きい
か、あるいはやや小さい巻き付け角で磁気テープ（図示
せず。）が斜めに巻き付けられており、磁気ヘッド１３
Ａ及び磁気ヘッド１３Ｂが同時に磁気テープを走査する
ように構成される。

【００５３】また、前記磁気ヘッド１３Ａ及び磁気ヘッ
ド１３Ｂのギャップの向きは、互いに反対側に傾くよう
に（例えば磁気ヘッド１３Ａはトラック幅方向に対して
＋２０°、磁気ヘッド１３Ｂは−２０°傾斜するよう
に）設定されており、再生時にいわゆるアジマス損失に
よって隣接トラック間のクロストーク量を低減するよう
になされている。

【００５４】図９及び図１０は、磁気ヘッド１３Ａ，１
３Ｂを一体構造（いわゆるダブルアジマスヘッド）とし
た場合のより具体的な構成を示すもので、例えば高速で
回転される上ドラム７６に一体構造の磁気ヘッド１３
Ａ，１３Ｂが取り付けられ、下ドラム７７が固定とされ
ている。ここで、磁気テープ７８の巻き付け角θは１６
６°、ドラム径φは１６．５mmである。

【００５５】したがって、磁気テープ７８には、１フィ
ールドのデータが５本のトラックに分割して記録され
る。このセグメント方式により、トラックの長さを短く
することができ、トラックの直線性に起因するエラーを
小さくすることができる。

【００５６】上述のように、ダブルアジマスヘッドで同
時記録を行うようにすることで、１８０°の対向角度で
一対の磁気ヘッドが配置されたものと比較して直線性に
起因するエラー量を小さくすることができ、またヘッド
間距離が小さいのでペアリング調整をより正確に行うこ
とができる。したがって、このような走行系により、幅
狭のトラックで記録・再生を行うことができる。

【００５７】Ｂ．使用する磁気記録媒体の検討 上述のような構成を有するディジタルＶＴＲを用い、Ｃ
ｏ−Ｃｒ合金膜を磁性層とする垂直磁気記録媒体に磁気
記録を行う。そこで、以下においては、垂直磁気記録媒
体に用いる非磁性支持体の線膨張係数によるエラーレー
トの相違を調べた。

【００５８】先ず、図１１に示すような連続スパッタ装
置を用いてＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒体を作製した。こ
のスパッタ装置は、真空チャンバ８１内の略中央部にキ
ャンロール８２を配置するとともに、このキャンロール
８２よりも上方位置に巻出しロール８３及び巻き取りロ
ール８４を配置してなるものである。

【００５９】したがって、ベースフィルムＢは、巻出し
ロール８３からキャンロール８２へと送り出され、キャ
ンロール８２に沿って走行することによってＣｏ−Ｃｒ
合金膜が成膜された後、巻き取りロール８４に巻き取ら
れる。

【００６０】一方、キャンロール８２の下方位置には、
Ｃｏ−Ｃｒ合金からなるターゲット８５が対向配置され
るとともに、キャンロール８２近傍には、このターゲッ
ト８５から飛来する粒子の入射角度を規制するための一
対のマスク８６，８７や熱電対８８が設置されている。
したがって、Ｃｏ−Ｃｒ合金膜は、ベースフィルムＢに
対してほぼ垂直方向から成膜されることになる。

【００６１】ベースフィルムＢには、３００℃以上の耐
熱性を有するポリイミドフィルムを用い、幅は５インチ
（１２７mm）、厚さは９μとした。スパッタリング条件
は次の通りである。先ず、ベースフィルムＢのガス出し
温度は１５０℃、Ｃｏ−Ｃｒ合金膜成膜時のキャンロー
ル８２の温度は２３０℃とした。また、背圧Ｐ_b ＝３×
１０^-6Torr（＝４×１０^-4Ｐａ）、アルゴン圧Ｐ_Ar＝１
ｍTorr（＝０．１３Ｐａ）である。

【００６２】ターゲット８５の大きさは、２５０mm×１
５０mm、投入パワーは２ｋＷ（６００Ｖ×３．３Ａ）と
し、ＤＣマグネトロン型スパッタリングを行った。ベー
スフィルムＢ−ターゲット８５間距離は７０mm、膜形成
速度は２０００Å／分である。ベースフィルムＢの送り
速度は１５cm／分で、Ｃｏ−Ｃｒ合金膜は２０００Åの
膜厚となるように成膜した。

【００６３】線膨張係数ｋ₁ の異なるポリイミドフィル
ムを用いてＣｏ−Ｃｒ合金膜を成膜し、各種サンプル１
〜４を作製したが、各サンプル１〜４においてベースフ
ィルムＢとして使用したポリイミドフィルムの５０〜３
００℃までのＴＤ方向の線膨張係数ｋ₁ 、膜形成後のポ
リイミドフィルムの線膨張係数ｋ₂ 及び作製したサンプ
ル１〜４におけるしわの発生本数、カッピング量を表１
に示す。また、表１には、前記ディジタルＶＴＲによっ
て記録再生したときのエンベロープの抜けも併せて示
す。

【００６４】

【表１】

【００６５】なお、ポリイミドフィルムの５０〜３００
℃までのＴＤ方向の線膨張係数はＴＭＡを用い次のよう
な方法により測定した。先ず線膨張係数ｋ₁であるが、
ポリイミドフィルムを５mm（ＭＤ方向）×３０mm（ＴＤ
方向）に切り出し、ＴＭＡ用の治具に１０mm間隔で支持
するように取り付ける。この治具にごく弱いテンション
（１ｇ重程度）を加え、約５〜１０℃／分程度の昇温速
度で温度を上げる。このとき、ポリイミドフィルムの近
傍に熱電対を取付けておき、５０〜３００℃で温度をモ
ニターしながらポリイミドフィルムの伸び縮みを測定す
る。温度変化をΔＴ、伸び縮み量をΔＬとすれば、線膨
張係数ｋ₁ はｋ₁ ＝ΔＬ／Ｌ・ΔＴ（ただし、Ｌ＝１０
mm）で表される。膜形成後のポリイミドフィルムの線膨
張係数ｋ₂についても、例えばバックコート層や磁性層
を取り除いてベースフィルムだけの状態にし、線膨張係
数ｋ₁ と同じ方法で測定することができる。

【００６６】また、エンベロープの抜けは、最大値に比
べて−３ｄＢ以下に落ち込んだ時間的長さを１周の時間
で割って割合で表した。表１からも明らかなように、ポ
リイミドフィルムの線膨張係数ｋ₁ が０mm／mm・℃以下
（線膨張係数ｋ₂ が０．３mm／mm・℃以下）の場合には
しわは発生しておらず、カッピング量も少なく、エンベ
ロープの抜けについてもドロップアウト以外のレベル変
動は見られない。これは当然エラーレートにも反映す
る。これに対し、線膨張係数ｋ₁ が０mm／mm・℃を越
え、線膨張係数ｋ₂ が０．３mm／mm・℃を越えると、得
られる磁気記録媒体にしわが発生し、プラスの数値が大
きいほどしわの数が増えている。また、これに伴ってエ
ンベロープの抜けも極端に増えている。

【００６７】以上、本発明の具体的な実施例について説
明したが、本発明がこの実施例に限定されるものではな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能
であることは言うまでもない。例えば、先の実施例にお
いてベースフィルムとしてポリイミドフィルムを用いた
が、ある程度耐熱性を有するフィルムであれば如何なる
ものであってもよい。また、スパッタ条件も任意であ
り、あるいはスパッタ法の代わりに真空蒸着法を採用し
てもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明においては、ディジタル画像信号を再生歪みが少ない
ような形で圧縮して記録する際に用いるＣｏ−Ｃｒ垂直
磁気記録媒体の非磁性支持体の線膨張係数を特定の範囲
に設定しているので、しわやカッピングによるヘッド当
たり特性の劣化を解消することができ、エラーレートを
大幅に改善することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ディジタル画像信号を再生歪みが少ないような
形で圧縮して記録するディジタルＶＴＲの信号処理部の
記録側の構成を示すブロック図である。

【図２】信号処理部の再生側の構成を示すブロック図で
ある。

【図３】ブロック符号化のためのブロックの一例を示す
略線図である。

【図４】サブサンプリング及びサブラインの説明のため
の略線図である。

【図５】ブロック符号化回路の一例を示すブロック図で
ある。

【図６】チャンネルエンコーダの一例の概略を示すブロ
ック図である。

【図７】チャンネルデコーダの一例の概略を示すブロッ
ク図である。

【図８】磁気ヘッドの配置の一例を模式的に示す平面図
である。

【図９】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付け
状態を示す平面図である。

【図１０】回転ドラムの構成例及び磁気テープの巻き付
け状態を示す正面図である。

【図１１】連続スパッタリング装置の構成例を示す模式
図である。

【符号の説明】

１Ｙ，１Ｕ，１Ｖ・・・コンポーネント信号の入力端子 ５，６・・・・ブロック化回路 ８・・・・・ブロック符号化回路 １１・・・・チャンネルエンコーダ １３Ａ，１３Ｂ・・・・磁気ヘッド ２２・・・・チャンネルデコーダ ２６・・・・ブロック復号回路 ２８，２９・・・・ブロック分解回路 ８１・・・真空チャンバ ８２・・・キャンロール ８５・・・ターゲット Ｂ・・・ベースフィルム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力ディジタル画像信号を複数の画素デ
   ータからなるブロック単位のデータに変換してブロック
   化し、該ブロック化されたデータをブロック単位に圧縮
   符号化し、該圧縮符号化されたデータをチャンネル符号
   化し、該チャンネル符号化されたデータを回転ドラムに
   装着された磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録するよ
   うにしたディジタル画像信号の磁気記録方法において、 上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上にＣｏ及びＣｒを
   主体とする金属磁性薄膜が形成されてなり、 前記非磁性支持体の金属磁性薄膜成膜前における５０〜
   ３００℃までの線膨張係数ｋ₁ が０mm／mm・℃以下であ
   ることを特徴とするディジタル画像信号の磁気記録方
   法。
2. 【請求項２】 入力ディジタル画像信号を複数の画素デ
   ータからなるブロック単位のデータに変換してブロック
   化し、該ブロック化されたデータをブロック単位に圧縮
   符号化し、該圧縮符号化されたデータをチャンネル符号
   化し、該チャンネル符号化されたデータを回転ドラムに
   装着された磁気ヘッドにより磁気記録媒体に記録するよ
   うにしたディジタル画像信号の磁気記録方法において、 上記磁気記録媒体は、非磁性支持体上にＣｏ及びＣｒを
   主体とする金属磁性薄膜が形成されてなり、 前記非磁性支持体の金属磁性薄膜成膜後における５０〜
   ３００℃までの線膨張係数ｋ₂ が０．３×１０^-5mm／mm
   ・℃以下であることを特徴とするディジタル画像信号の
   磁気記録方法。