JPH0691646B2 - ビデオディスクの記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、映像信号と共にパイロット信号を周波数多重
して記録したビデオディスクの記録再生装置に関するも
のである。

従来の技術 近年、現行のテレビ方式に比べて精細度の高いワイドな
画像が表示できる高品位テレビ方式（ハイビジョン）が
提案されている。この高品位テレビ方式は現行のテレビ
方式に比べ５倍以上の情報量を持つため、従来のビデオ
ディスクに記録しても非常に短い時間しか記録できな
い。

一方、NHKにより高品位テレビ信号を帯域圧縮し衛星放
送の１チャンネルを用いて放送することが可能なMUSE方
式が開発された。この方式で高品位テレビ信号を帯域圧
縮したMUSE信号を用いればビデオディスクの記録時間を
延ばすことができる。

しかし、MUSE方式は衛星放送用として開発されたため、
同期信号が正極性になっている。このため、現行のテレ
ビ信号のように振幅分離により同期信号を容易に取り出
すことができず、この同期信号を用いてディスクの回転
数制御や時間軸（ジッター）補正を行うことが難しい。
そこで、MUSE信号にパイロット信号を周波数多重してデ
ィスクに記録し、再生時にこのパイロット信号を用いて
ディスクの回転やジッター制御を行っている（例えば、
二宮他:MUSE方式による高品位テレビジョン用光学式ビ
デオディスク IPA73−８）。

一般に、MUSE信号のような映像信号をディスクに記録す
る場合FM変調を行い、パイロット信号はFM変調波の下側
波帯より低減に周波数多重している。そのため、FM変調
したMUSE信号とパイロット信号を周波数多重し、ディス
クへ記録および再生を行うと相互変調成分が発生する。
この相互変調成分は、復調した画面上で妨害パターンと
なり著しく画質が低下する。そして、この妨害を視覚的
に目立たなくするために、パイロット信号の周波数fpを
映像信号の水平同期周波数fhの半整数倍（fp＝（ｋ＋1/
2）fh:kは正の整数）に選んでいる。この場合のパイロ
ット信号の位相は、再生画面上でライン毎、フレーム毎
に反転している。

発明が解決しようとする課題 高品位テレビ信号をMUSE方式で帯域圧縮すれば、最高周
波数8.1MHzのアナログ信号となる。このMUSE信号の帯域
は現行のテレビ信号の約２倍である。そのため、現行の
テレビ信号を記録したビデオディスクと同じ最短記録波
長を用いれば、録再時の線速度は約２倍必要となる。こ
れに対応するには、最内周の半径を大きくするか、ディ
スクの回転数を高くしなければならない。そこで、MUSE
信号を２つのチャンネルに分割し、各チャンネルの記録
信号の時間軸を伸長させ、１チャンネル当たりの記録周
波数帯域を低下させてディスクに記録することが考えら
れる。MUSE信号はアナログ信号であるため、チャンネル
の分割はライン単位であることが望ましい。ところが、
ライン単位で２チャンネルに分割すれば１フレームで１
ライン余る。そのため、パイロット信号の位相を再生画
面上でライン毎、フレーム毎に反転するように選ぶこと
ができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、ディスク
の回転数を低下させ、さらにパイロット信号による妨害
を低減することができるビデオディスクおよびその記録
再生装置を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は、前記問題点を解決するために、映像信号の１
ライン毎に２つのチャンネルに分割する切り換え回路
と、分割した各チャンネルの信号の時間軸を伸長させる
メモリと、記録信号の水平同期周波数frをフレーム周波
数の偶数倍とするクロック変換回路と、周波数が（ｍ±
1/2）fr（ただしｍは自然数）のパイロット信号を発振
するパイロット信号発振回路と、一方のチャンネルの信
号にパイロット信号を周波数多重する多重回路と、パイ
ロット信号が多重された記録信号で変調する第１の光変
調器と、パイロット信号が多重されていない記録信号で
変調する第２の光変調器とを具備し、各光変調器で変調
された光ビームをディスク原盤上の２つのトラックへ照
射することにより映像信号を記録することを特徴とする
ビデオディスク記録装置を用いて映像信号にパイロット
信号を周波数多重してビデオディスク原盤に記録する。

このようにして記録したビデオディスクを再生する場合
に、ビデオディスク上の２つのトラックにそれぞれ再生
用レーザー光を照射し、各トラックからの反射光を受光
する光検出器と、一方の再生信号からパイロット信号を
抽出するフィルタと、このパイロット信号からクロック
信号を再生するクロック再生回路と、再生したクロック
で２チャンネルの再生信号の書き込みを行い内部の基準
クロックで読み出しを行い時間軸を圧縮するメモリと、
映像信号の１ライン毎にメモリから２チャンネルの再生
信号を順次切り換えて読み出す切換回路と、基準クロッ
クから発生したパイロット信号と再生したパイロット信
号の位相を比べる位相比較回路と、この位相差によりモ
ーターを制御するモーターサーボを具備することを特徴
とするビデオディスク再生装置を用いる。

作用 本発明では、映像信号を１ライン毎に２チャンネルに分
割し、各チャンネルの信号の時間軸を伸長させ、２つの
トラックに記録する。このようにして記録したビデオデ
ィスクを再生する場合に、ビデオディスク上の２つのト
ラックにそれぞれ再生用レーザー光を照射し、２チャン
ネルの信号を再生し、各チャンネルの信号の時間軸を圧
縮しもとの信号を再生する。このようにして、映像信号
を２チャンネルに分けて記録、再生することにより、各
チャンネルでの信号帯域は元の信号の半分となる。その
ため、最短記録波長が同じでも線速度を半分にすること
ができる。

また、再生用レーザー光を各トラックに同時に照射して
２チャンネルの信号を再生するため、各チャンネルで発
生する時間軸の変動はほぼ等しくなる。そのため、片方
のチャンネルにパイロット信号を多重して記録し、再生
時にこのパイロット信号から検出した時間軸変動成分を
用いて２つのチャンネルの時間軸変動を補正することが
できる。映像信号を１ライン毎に２チャンネルに分割す
れば、パイロット信号の影響を受けるのは片方のチャン
ネルだけであるため、再生画面上では１ライン毎に妨害
のないラインが再生される。

また、記録信号の水平同期周波数frをフレーム周波数の
偶数倍とし、パイロット信号の周波数を（ｍ±1/2）fr
（ただしｍは自然数）することにより、再生画面上での
パイロット信号の位相をライン毎、フレーム毎に反転さ
せることができる。

実施例 以下本発明の実施例について説明する。本実施例では、
映像信号としてMUSE信号を使用する。

まず、映像信号をディスク原盤に記録するための記録装
置について説明する。第１図は本実施例におけるディス
ク記録装置の構成を示すブロック図である。第１図にお
いて、１は入力端、５は切換回路、12はパイロット信号
発生回路、13は多重回路、16、17は光変調器、20はディ
スク原盤、12はクロック変換回路である。

高品位テレビ信号をMUSEエンコーダにより帯域圧縮して
MUSE信号に変換した後、入力端１に加える。また、入力
端30にはMUSE信号の画素に対応した伝送クロック信号ｈ
を加える。クロック変換回路32は、伝送クロック信号ｈ
を記録クロック信号ｉに変換する。入力したMUSE信号ａ
は、クランプ２で直流再生を行い、ローパスフィルタ３
で不要成分を除去し、A/D変換器４で伝送クロック信号
ｈ毎にディジタル信号に変換する。切換回路５はディジ
タル化したMUSE信号ｂを１ライン毎に出力する先をメモ
リ６とメモリ７に切り換えて順次書き込んでいく。２つ
のメモリは、切換回路５から１ライン毎に送られてくる
各画素のデータを順に伝送クロック信号ｈに従って書き
込み、時間軸を伸長して各画素のデータを記録クロック
信号ｉに従って読み出していく。D/A変換器８は、記録
クロック信号ｉ毎にメモリ６から読み出したデータをア
ナログ信号に変換する。この時間軸伸長されたMUSE信号
ｃをFM変調器10で変調し、波形整形回路14で矩形波に変
換した後、記録信号ｄとして光変調器16に入力する。同
様に、D/A変換器９は、記録クロック信号ｉ毎にメモリ
７から読み出したデータをアナログ信号に変換する。こ
の時間軸伸長されたMUSE信号ｅをFM変調器11で変調し、
多重回路13へ加える。パイロット信号発生回路12は記録
クロック信号ｉに同期したパイロット信号を発生させ
る。多重回路13は、このFM変調波にパイロット信号を周
波数多重し、多重信号ｆとする。波形整形回路15で矩形
波に変換した後、記録信号ｇとして光変調器17に入力す
る。

アルゴンレーザー18で発振したレーザー光は、光学部品
22、23、24で２本のレーザー光に分けられ、それぞれ光
変調器16、光変調器17を通る。光変調器16、光変調器17
は、それぞれ記録信号ｄ、記録信号ｇに従いレーザー光
の強度を変調する。光学部品25、26は各光変調器を通過
したレーザー光を１本のレーザー光に合成する。ミラー
18、対物レンズ19は合成したレーザー光が、ディスク原
盤20の目的とする位置に焦点を結ぶように制御を行う。
これにより、ディスク原盤20の上にそれぞれ光変調器1
6、光変調器17で強度変調した２つのレーザー光のスポ
ットを形成する。モーター21はディスク原盤20を回転さ
せ、２つのスポットで２本のトラックを記録していく。

第２図は、以上のようにして映像信号を記録したビデオ
ディスクの記録面を表した模式図である。第２図におい
て、２つのレーザー光のスポット35とスポット36がそれ
ぞれトラック37、トラック38に沿って記録ピットを形成
している。なお、実際の記録はディスク原盤上にフォト
レジストを塗布し、これをレーザー光で感光させること
により行うため、現像前には上記ピットが見えないが、
ここでは模式的に示した。また、このようなディスク原
盤から再生用のビデオディスクを作成する方法は、従来
のビデオディスクと同様であるため説明を省略する。

次に、MUSE信号を１ライン毎に２つのチャンネルに分割
して記録する場合の記録クロックについて説明する。再
生画面上でパイロット信号の妨害パターンによる画質劣
化を目立たなくするには、パイロット信号の位相をライ
ン毎、フレーム毎に反転させればよい。そのため、前記
のように映像信号を１ライン毎に２チャンネルに分割
し、１チャンネルの記録信号にパイロット信号を多重し
て記録する方式では、１つのチャンネルではライン毎に
パイロット信号の位相が反転し、かつ１フレームの期間
に奇数本のラインが存在すればよい。そのため、２チャ
ンネルの記録信号では１フレームに２（2K＋１）本［K:
正の整数］のラインが必要である。MUSE信号の１フレー
ムは1125ラインであるから、全てのラインを記録する場
合には、記録信号の１フレームは1126本のラインが必要
である。この場合、記録信号の水平同期周波数frはフレ
ーム同期周波数の563倍となり、MUSE信号の水平同期周
波数をfhとすれば次のようになる。

fr＝（563/1125）fh 同様に、伝送クロックをfs、記録クロックをfkとすれば
次のようになる。

fk＝（563/1125）fs また、パイロット信号の周波数frを次のようにすれば、
ライン反転、フレーム反転ができる。

fp＝（ｍ±1/2）fr（ただしｍは正の整数） 以上の条件の場合のタイミング図を第３図に示す。第３
図において、２つのチャンネルをチャンネルＡ、チャン
ネルＢとし、図で線上の番号はその番号のラインのデー
ターを記録するタイミングを表すものとする。図に示す
ように、各フレームとも奇数番目のラインがチャンネル
Ａ、偶数番目のラインがチャンネルＢに記録される。本
実施例ではトラックＢにパイロット信号を多重して記録
するものとする。

また、本実施例ではMUSE信号を２ライン入力するのに要
する周期が２チャンネルで１ラインの信号を記録する周
期よりも長くなる。このずれが最も大きくなるのは最後
の偶数ラインを読み出す時点である。第３図に示すよう
にフレームの開始点Ａから1124番目のラインの読みだし
点Ｂまでの時間は次のようになる。

Ｔ（Ｂ−Ａ）＝561＊（1125/563）＊（1/fh）＞1121（1
/fh） この結果より、1124ラインを読み出すためには、入力す
るMUSE信号より３ライン以上遅延させる必要がある。本
実施例では４ライン遅延させている。

このときのメモリの動作を第５図に示す。第５図におい
て、５は切り換え回路、６、７はメモリである。メモリ
６、メモリ７はそれぞれ３ライン分の容量を持ち、図の
数字はその時点で記憶されているラインの番号である。
第５図（ａ）は第３図のＡ点を表す。切り換え回路５に
よりMUSE信号ｂの第５ラインをメモリ６に書き込み、メ
モリ６から第１ライン、メモリ７から第２ラインを読み
出す。第５図（ｂ）は第３図のＢ点を表す。切換回路５
によりMUSE信号ｂの第１ラインをメモリ６に書き込み、
メモリ６から第1123ライン、メモリ７から第1124ライン
を読み出す。また、第1126ラインはもとのMUSE信号には
含まれないため、ディスク専用の情報をディスクコント
ロール信号として記録することができる。ディスクコン
トロール信号として、アドレス、チャプターナンバー、
タイムコード、CLV/CAV判別コードなどがある。ディス
クコントロール信号は、第１図のコントロール信号発生
回路31で作成し、メモリ７が第1126ラインを読み出すと
きに、メモリ７からではなくコントロール信号発生回路
31から第1126ラインのデータを読み出す。

次に、以上のようにして映像信号を記録したビデオディ
スクを再生する再生装置について説明する。第４図は本
実施例におけるディスク再生装置の構成を示すブロック
図である。第４図において、40はビデオディスク、42は
半導体レーザー、45は光検出器、54はバンドパスフィル
タ、58はクロック再生回路、52、57はメモリ、59は切換
回路、64は位相比較回路、65はモーターサーボである。
ビデオディスク40をモーター66で回転させる。半導体レ
ーザー42は２つの再生用レーザー光を発光する。再生用
レーザー光は、対物レンズ41によりディスク上に絞られ
る。対物レンズ41は、第２図の場合と同様に再生用レー
ザー光のスポットをそれぞれのトラックに沿うように制
御する。光学部品43、44は半導体レーザー42から照射し
たレーザー光とディスクから反射したレーザー光とを分
離し、反射光を光検出器45に入射させる。光検出器45は
２つのトラックからの反射光を受光し、光電変換した
後、それぞれのプリアンプに出力する。第３図に示した
トラックＡから再生した再生信号ｊは、プリアンプ46で
増幅し、イコライザー48で等化し、FM復調器50で復調し
MUSE信号ｌとする。同様に、トラックＢから再生した再
生信号とは、プリアンプ47で増幅し、イコライザー49で
等化し、ハイパスフィルタ53およびバンドパスフィルタ
54へ加える。この再生信号ｋには、FM変調信号にパイロ
ット信号が多重されているため、ハイパスフィルタ53で
FM変調信号を抽出し、バンドパスフィルタ54でパイロッ
ト信号ｐを抽出する。抽出したFM変調信号をFM復調器55
で復調しMUSE信号ｍとする。

クロック再生回路58は、抽出したパイロット信号ｐから
時間軸伸長して記録したMUSE信号の画素に対応する記録
クロックｎを発生する。A/D変換器51は記録クロックｎ
により復調したMUSE信号ｌをディジタル信号に変換し、
メモリ52へ書き込む。同様に、A/D変換器56はクロック
ｎにより復調したMUSE信号ｍをディジタル信号に変換
し、メモリ57へ書き込む。コントロール信号検出回路68
は、MUSE信号ｍの第1126ラインに記録したディスクコン
トロール信号を検出する。また、基準クロック発生回路
62は元のMUSE信号の画素に対応する伝送クロックｏを発
生する。切換回路59は、１ライン毎に入力する先をメモ
リ52とメモリ57に切り換えて伝送クロックｏに従って読
み出す。D/A変換器60は読み出したMUSE信号のデータを
アナログ信号に変換し、増幅器61で増幅し、出力端67か
ら出力する。出力したMUSE信号は、MUSEデコーダで再生
処理を行い高品位テレビ信号を再生する。また、基準パ
イロット信号発生回路63は伝送クロックｏからこのクロ
ックに同期したパイロット信号ｑを発生させる。位相比
較回路64は、内部で発生させたパイロット信号ｑと再生
したパイロット信号ｐの位相を比較し、位相誤差信号ｒ
を発生させる。モーターサーボ回路65は、位相誤差信号
ｒが累積しないようにモーターの回転数を制御する。

また、本実施例では２つのチャンネルから各１ラインの
信号を再生する周期がMUSE信号を２ライン出力するのに
要する周期よりも短くなる。このため、メモリで遅延時
間の調整を行う必要はなく、２つのチャンネルから各１
ラインの信号を再生した後、これを読み出せばよい。

以上のように本実施例によれば、再生用レーザー光を各
トラックに同時に照射して２チャンネルの信号を再生す
るため、各チャンネルで発生する時間軸の変動はほぼ等
しくなる。そのため、片方のチャンネルに多重して記録
したパイロット信号から再生したクロックを用いて、復
調した２つのチャンネルの再生信号をメモリに書き込
み、基準クロックでメモリから読み出すことにより、時
間軸伸長して記録したMUSE信号を時間軸圧縮しもとのMU
SE信号に変換するのと同時に、再生信号に含まれる時間
軸変動（ジッター）を除去することができる。定常的な
時間軸の変動はパイロット信号の位相誤差信号が小さく
なるようにモーターの回転数を制御することにより除去
することができる。

第３図に示したように、パイロット信号の影響を受ける
のはトラックＢに記録したラインだけであり、MUSE信号
を１ライン毎に分割するため、再生画面の上では偶数ラ
インだけにパイロット信号が混入するが、奇数ラインに
はパイロット信号が混入しない。しかも、偶数ライン間
で位相が反転し、同一ラインではフレーム間で位相が反
転しているため、パイロット信号による妨害パターンは
目立ちにくくなる。MUSEデコーダで再生処理を行う際
に、フィールド内、フィールド間で内挿をしても１ライ
ン毎に妨害のないラインが存在するためパイロット信号
による画質劣化を軽減することができる。また、フレー
ム間で内挿する場合は動きベクトルにより１フレーム前
の信号が移動するが、パイロット信号の位相が一致して
妨害が強調される確率を小さくすることができる。

なお、本実施例では映像信号としてMUSE信号を用いた
が、これに限定するものではなく、パイロット信号を多
重して記録する場合に適用することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、映像信号を２チャンネル
に分けて記録、再生することにより、ディスクの線速度
（回転数）を半分にすることができ、その実用的効果は
大きい。

また、映像信号を１ライン毎に２チャンネルに分割し、
片方のチャンネルにパイロット信号を多重して記録する
ことにより、パイロット信号の影響を受けるのは片方の
チャンネルだけとなり、再生画面上では１ライン毎に妨
害のないラインが再生される。そのため、MUSE方式の内
挿処理にかかわらずパイロット信号の混入による画質劣
化を軽減することができる。

さらに、記録信号の水平同期周波数frをフレーム周波数
の偶数倍とし、パイロット信号の周波数を（ｍ±1/2）f
r（ただしｍは自然数）することにより、再生画面上で
のパイロット信号の位相をライン毎、フレーム毎に反転
させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるディスク記録装置の
構成を示すブロック図、第２図は同装置におけるビデオ
ディスクの記録面を表した模式図、第３図は同装置のタ
イミング図、第４図は本発明の一実施例におけるディス
ク再生装置の構成を示すブロック図、第５図はメモリの
動作を表す模式図である。 １……入力端、５……切換回路、12……パイロット信号
発生回路、13……多重回路、16、17……光変調器、20…
…ディスク原盤、40……ビデオディスク、42……半導体
レーザー、45……光検出器、54……バンドパスフィル
タ、58……クロック再生回路、52、57……メモリ、59…
…切換回路、64……位相比較回路、65……モーターサー
ボである。

フロントページの続き (72)発明者 北浦 坦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−132283（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像信号の１ライン毎に２つのチャンネル
   に分割する切換回路と、分割した各チャンネルの信号を
   蓄積するメモリと、記録信号の水平同期周波数frをフレ
   ーム周波数の偶数倍とするクロック変換回路と、周波数
   が（ｍ±1/2）fr（ただしｍは自然数）のパイロット信
   号を発振するパイロット信号発振回路と、前期メモリか
   ら前期クロック変換回路のクロックで時間軸伸長して読
   みだした一方のチャンネルの信号に前記パイロット信号
   を周波数多重する多重回路と、前記パイロット信号が多
   重された記録信号で変調する第１の光変調器と、パイロ
   ット信号が多重されていない前記読みだした他方のチャ
   ンネルの記録信号で変調する第２の光変調器とを具備
   し、各光変調器で変調された光ビームをディスク原盤上
   の２つのトラックへ照射することにより映像信号を記録
   することを特徴とするビデオディスク記録装置。
2. 【請求項２】映像信号と共にパイロット信号を周波数多
   重して記録したビデオディスクを再生する装置であっ
   て、ビデオディスク上の２つのトラックにそれぞれ再生
   用光ビームを照射し、各トラックからの反射光を受光す
   る光検出器と、一方の再生信号からパイロット信号を抽
   出するフィルタと、このパイロット信号からクロック信
   号を再生するクロック再生回路と、再生したクロックで
   ２チャンネルの再生信号の書き込みを行い内部の基準ク
   ロックで読み出しを行い時間軸を圧縮するメモリと、映
   像信号の１ライン毎にメモリから２チャンネルの再生信
   号を順次切り換えて読み出す切換回路を具備することを
   特徴とするビデオディスク再生装置。