JPH07109643B2 - 回転磁気ヘッド型ビデオテ−プレコ−ダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転磁気ヘッド型ビデオテープレコーダに関
し、詳しくは磁気ヘッドを有し回転する回転ドラムと、
この回転ドラムとの間に各種信号の授受がなされる静止
系とを具えた回転磁気ヘッド型ビデオテープレコーダに
関するものである。

〔従来の技術〕

従来の回転磁気ヘッド型ビデオテープレコーダ（VTR）
における回転ドラムの断面図を第７図に示す。ここで、
１は回転ドラム２に設けられた磁気ヘッド、３はその回
転軸、４は固定ドラムであり、回転ドラム２と固定ドラ
ム４との対向位置にはロータリトランス５が設けられて
いて、モータ６により回転ドラム２が高速回転させられ
る。かくして、不図示のテープと磁気ヘッド３との間の
相対運動によって得られた再生電圧は磁気ヘッド１から
電磁結合を利用したロータリトランス５を介して固定ド
ラム４の側の外部に備えられた不図示の再生増幅器等外
部回路に伝送される。

一方、このような回転体から固定側に信号を伝達する方
法として第８図に示すような光空間伝送を利用した光ロ
ータリジョイントが知られている。ここで、11は回転体
の軸12の中心線に沿って設けられた光ファイバ、13は回
転軸12の軸受であり、回転軸12および軸受13における光
ファイバ11の端部にはそれぞれ球レンズ14が配設されて
いて、これらのレンズ14で双方間が光結合されるもの
で、回転側で光に変換された信号を、空間伝送を利用し
た光ファイバのレンズ結合により静止側へと信号伝送す
るものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、昨今のVTRにおける記録再生では、広い周波
数範囲にわたる広帯域信号の記録に対してヘッド〜回路
系の広帯域化、マルチチャンネル化が要請されてきてい
る。それに対して従来の電磁結合形回転トランスでは、
再生系においてヘッドおよび回転トランスのインダクタ
ンスと、固定側の前置増幅器の入力容量，回転トランス
の巻線容量および、その他の浮遊容量との間で共振を生
じ、振幅，位相歪と成るために伝送帯域がかかる共振に
よって制限されていた。

また、回転トランスの結合効率に起因するS/N比の低下
があり、かかる傾向は広帯域化するために回転トラン
ス、あるいはヘッドの巻線回数を減少するほど大きく、
特に出力電圧の小さな再生系において問題であった。さ
らにまた、多数個のヘッドを用いたマルチチャンネル記
録に際しては、ヘッドの数に対応した回転トランスのチ
ャンネルが必要でありチャネル間のクロストークが問題
となる。これは記録時でのヒステリシス特性によって最
適信号記録電流よりある程度低いクロストーク妨害信号
に対しては再生されないのに対して再生信号のクロスト
ークはそのまま妨害となって現われるため、主に再生系
において問題である。なお従来の電磁結合型回転トラン
スではショートリングを挿入することによりクロストー
クの軽減を行っていたが、この場合インダクタンスの低
下があるので1-2dB程度挿入損失が増大するほか、チャ
ンネル間結合容量が増すために共振周波数が低下する。

そこで、このような理由から、先に述べた光ロータリジ
ョイントにならって発光素子と受光素子とを回転軸の中
心軸上の対向位置に配置して信号を伝送するようにな
し、更に複数個の磁気ヘッドを要するマルチチャンネル
化に対して波長多重を行うか回転ドラム内で信号を切換
えて１チャンネル伝送を行うことが考えられる。

しかし、ここで波長多重を用いて多チャンネルを伝送し
ようとすると現状技術においてはそのチャンネル数に限
度があり、回転ドラム内での切換えるやり方では回転ド
ラム内にヘッド切換回路と切換のための制御回路を搭載
する必要があり、構造が複雑化するのみならず、かかる
信号切換えのための制御回路をドラム内の限られた容積
内に収めることは容易でない。

本発明は上述従来の問題点に着目し、その解決を図るべ
く、回転磁気ヘッドの再生信号を回転系体内で光信号に
変換し、静止系体側に設けた受光素子に集光する形態の
光伝送を行うことにより記録再生系の広帯域化，低雑音
化，クロストーク，誘導雑音の低減、さらにマルチチャ
ンネル化が可能な回転磁気ヘッド型VTRを提供すること
を目的とする。

更に本発明の他の目的は、回転磁気ヘッドの再生信号を
回転系内で光信号に変換し、静止系側に設けた受光素子
に集光する形態の光伝送と、静止系側からの記録信号を
光信号に変換して回転系に設けた受光素子に集光する形
態の光伝送との双方が可能であり、以て、記録再生系の
広帯域化，低雑音化，クロストーク，誘導雑音の低減、
更に一層のマルチチャンネル化に貢献することができる
回転磁気ヘッド型VTRを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる目的を達成するために、本発明の第１の形態は、
記録および再生用の磁気ヘッドが配設された回転系と、
該回転系を介して記録信号および再生信号の授受が可能
な静止系とを有する回転磁気ヘッド型ビデオテープレコ
ーダにおいて、前記回転系の半径方向および周方向の異
なる位置に配設され、該回転系の回転軸方向に光信号を
出力可能な複数の発光素子と、個々の前記発光素子に対
応して前記回転系の周囲部に配設した複数の磁気ヘッド
と、前記静止系の前記回転軸軸心延長線上に配設され、
前記複数の発光素子からの光信号を個々に反射鏡を介し
て反射させた上受光する複数の受光素子とを具備し、前
記静止系は、前記発光素子から前記受光素子への前記光
信号の通路に沿い、かつ個々の磁気ヘッドからの再生信
号の発生区間に限界された周方向の光透過窓を有し、該
光透過窓を介して前記個々の磁気ヘッドの切換えを行う
ことにより前記発光素子と該発光素子に対応する受光素
子との間でそれぞれ前記再生信号の授受が行われるよう
にしたことを特徴とするものである。

また、本発明の第２の形態は、記録および再生用の磁気
ヘッドが配設された回転系と、該回転系を介して記録信
号および再生信号の授受が可能な静止系とを有する回転
磁気ヘッド型ビデオテープレコーダにおいて、前記静止
系の前記回転軸軸心と平行する線上に複数の第１発光素
子を設けると共に前記回転軸軸心延長線上に複数の第１
受光素子を設け、該複数の第１受光素子に向けて軌跡が
円錐状となる光信号を個々に出力する複数の第２発光素
子および個々の該第２発光素子に対応する磁気ヘッドを
前記回転系の周方向に設けると共に前記回転系の回転軸
軸心上に複数の第２受光素子を設け、前記複数の第１発
光素子と対応する前記複数の第２受光素子との間および
前記複数の第２発光素子と対応する前記複数の第１受光
素子との間の光信号の授受により、前記記録信号および
前記再生信号の授受が行われるようにしたことを特徴と
する。

〔作用〕

本発明の第１の形態によれば、回転系に設けた複数の発
光素子からの光に変換された再生信号が、それぞれ静止
系の回転系回転軸軸心延長線上に配設された受光素子に
静止系の光透過窓および反射鏡を介してそれぞれ入力さ
れることにより、光透過窓を介して個々の磁気ヘッドの
切換えを行うことができ、これによりコンパクトな構造
で回転系と静止系との間で複数の再生信号を光伝送する
ことができ、回転磁気ヘッドによる再生系を広帯域化，
マルチチャンネル化の具現化に貢献することができる。

また、本発明の第２の形態によれば、回転系に設けた複
数の第２発光素子からの光に変換された再生信号を静止
系の回転系回転軸軸心延長線上に設けた第１受光素子に
それぞれ入力させると共に静止系に設けた複数の第１発
光素子からの信号を回転系の軸心に上に設けた複数の第
２受光素子にそれぞれ入力させることにより、上記の作
用に加えて記録信号に対しても回転系と静止系との間で
光伝送させるもので、コンパクトな構成で広帯域の記録
ならびに再生の実現に一層貢献することができる。

〔実施例〕

以下に、図面に基いて本発明の実施例を詳細かつ具体的
に説明する。

第１図は本発明にかかるVTRの主として回転ドラム２に
おけるヘッド1ch当たりの回路構成を示し、１は磁気ヘ
ッド、21は記録再生切換器、22は磁気ヘッドからの再生
信号を増幅する再生増幅器、23は電気−光変換回路であ
ると共に発光素子24を駆動する駆動回路である。かくし
て回転ドラム２から空間伝送された光信号は後述するよ
うにして静止系に設けられた受光素子25によって、受光
され光−電気変換回路26で電子信号に変換された後出力
端子27から外部に出力される。

また、28は記録信号の入力端子、29は記録信号変調回路
であり、回路29からの出力は回転トランス５を介して回
転ドラム２側に設けられた記録増幅器30に導かれ、切換
器21を経て磁気ヘッド１に供給される。

第２図は本発明の一実施例を示す。本図に示すように回
転ドラム２上には複数の磁気ヘッド1A〜1Cおよび1A′〜
1C′と、記録再生切換スイッチ、再生増幅器、電気−光
変換回路および記録増幅器を含む回路31とが設けられて
いる。24A〜24Cおよび24A′〜24C′は半径方向において
磁気ヘッド1A〜1Cおよび1A′〜1C′と一致し、同心円上
に配置された発光素子であって、これらの発光素子から
の光は回転ドラム２の回転軸３と平行して下方に投射さ
れる。一方、固定ドラム４上には回転ドラム２に設けた
発光素子からの光信号を透過するための透過窓41A〜41C
がドラムのテープ巻き付け範囲に応じて周方向に穿孔さ
れている。42は固定ドラム４の下方に設けられ、回転ド
ラム２の発光素子24A,24A′;24B,24B′および24C,24C′
から出光された信号光をそれぞれ一点に集光するように
形成された放物面状あるいは円錐状の反射鏡、43はその
支持台である。

かくして、反射鏡42により反射された反射光は後述する
ようにして、回転軸３の中心線上に設けられた受光素子
25（ここでは３つの受光素子25A〜25Cのうちの１つが代
表的に示されている）に受光されるもので、受光された
光信号は光電変換回路26を経て電気信号として取り出さ
れる。43は受光素子25等の支持腕である。

次に第１図，第２図および第３図を参照して動作を説明
する。再生時において回転ドラム２のほぼ半周にわたり
巻き付かれた不図示のテープと回転ドラム２が回転する
ことによって磁気ヘッド１（1A〜1C,1A′〜1C′）に生
じた再生電気信号は記録再生切換器21を経て再生増幅器
22で増幅された後電気−光変換回路23によって光信号に
変換され発光素子24（24A〜24C,24A′〜24C′）から出
光される。この光信号は不図示のレンズなどにより光束
が絞られて下方に放射され、発光素子24の回転する円周
方向に合致して明けられた固定ドラム２の透過窓41A〜4
1Cをそれぞれ通して反射鏡42に入射される。なおこのと
き、透過窓41A〜41Cは回転ドラム２のテープ巻き付け範
囲に対応して設けられているので、これらの透過窓によ
ってヘッドの切換作用を兼ねさせることができる。

かくして、反射鏡42によって反射された光信号はそれぞ
れ一点に集光され、そこに設置された受光素子25（25A
〜25C）、あるいは本例には示されてない別の光ファイ
バにレンズなどを介して結合された受光体に受光されて
光−電気変換回路により電気信号に変換され出力端子を
介して取り出される。

また、記録時には記録入力端子28の信号が記録信号変調
回路29で変調された上回転トランス５を介して回転ドラ
ム２上の記録増幅器30によって所要のレベルに増幅さ
れ、しかる後、記録再生切換器21を介し磁気ヘッド１に
供給される。ここで、記録増幅器30は固定ドラム４の側
にあってもよい。

なおここで、本例では放物面状あるいは円錐面状の反射
鏡42は第４図に示すように発光素子24A（24A′）,24B
（24B′），および24C（24C′）のそれぞれからの投光
に対して異なった反射角α，β，γが得られるように曲
率を少しずつ変えて形成されており、したがって焦点の
位置が回転軸心延長線上でそれぞれl₁,l₂,l₃だけ異なっ
た位置に焦点を結ぶようにしている。従って、この場
合、円錐面状の反射鏡よりも放物面状の反射鏡とする方
が光源の放射角が若干広がった場合にも一点に集光でき
る点で好適である。

このような光信号による発受光方式とすることによっ
て、先に述べた光ロータリジョイント等のように回転軸
上に発・受光素子を設置して信号を伝送する方式に比べ
多数個の磁気ヘッドを用いたマルチチャンネル化に極め
て好適となり、光特有の波長多重技術を用いるようにす
れば、さらに伝送チャンネル数の増加が可能である。な
お、本方式において、回転ドラム内の電源供給はスリッ
プリング、またはロータリトランスを利用した高周波数
給電方式、あるいは太陽電池などによって実施すればよ
い。

第５図および第６図は本発明の他の形態の実施例を示
す。本例は、回転系体と静止系体との間において、再生
のときも記録のときも信号を光伝送可能とするものであ
る。まず、その再生系に関与する部分の説明を第５図に
基づいて述べる。

ここで、51は静止系に属する支持構造体であり、本例で
は支持構造体51から回転ドラム２の軸心延長線に向けて
支持アーム51Aおよび51Bが突設される。しかしてこれら
アームの先端部、すなわち上記軸心延長線上にまで延在
させた部分にそれぞれ受光素子25Aおよび25Bが受信回路
部52Aおよび52Bと共に配設される。

24Aおよび24Bは回転ドラム２上の磁気ヘッド1Aおよび1B
と対応した位置に配設した発光素子、53Aおよび53Bは磁
気ヘッド1Aおよび1Bにより再生された映像信号を光信号
に変換する電気−光変換回路を含む光発信回路部であ
る。

そこで、このように構成した再生系の光信号空中伝送機
構では、その再生時において回転ドラム２が不図示のビ
デオテープとの間に所定の相対速度を保って回転する
と、発光素子24Aおよび24Bからの光信号がそれぞれ矢印
54Aおよび54Bの方向に向けて投光され、矢印54Aにより
光信号は受光素子25Aに、また矢印54Bによる光信号は受
光素子25Bに受光されて、それぞれの受信回路52Aおよび
52Bで光電変換され、外部に取出される。

なおこのとき、矢印54Aによる光信号の軌跡は回転ドラ
ム２の回転に伴い円錐形となるが、その途中、支持アー
ム51Bによって一時さえぎられる。しかしながら光信号
は磁気ヘッド1Aがビデオテープ上の記録されているトラ
ック上をトレースしている間だけ伝送されればよいので
あって、上述の一時さえぎられる期間では上述の光信号
の伝送は必要なく、従ってなんらの支障もない。なお、
本例では２つの対向位置に磁気ヘッドを設けたが、マル
チチャンネルの光信号伝送を行うために先の第２図で示
した例のように磁気ヘッドが配設される場合、同様にし
てその数に対応した発光素子を配列させると共に、対応
する受光素子の方を支持構造体51の側か突設した支持ア
ームにそれぞれ配設して、そのマルチ化に対応すること
ができる。

次に、第６図に基づいて、記録系に関与する部分の構成
と、その光伝送動作について説明する。

61は回転ドラム２の回転軸心に沿って上方に立設した柱
状体であり、柱状体61には受光素子62Aおよび62Bをその
回転軸心上に所定の間隔を置いて設けるためにそれぞれ
切欠きが設けられている。63Aおよび63Bは支持構造体51
の側に設けられた発光素子であり、これらの発光素子63
Aおよび63Bから矢印64Aおよび64Bのように斜めに光信号
が投光されることにより、それぞれからの光信号が受光
素子62Aおよび62Bによって受光されるようにする。65A
および65Bは受光素子62Aおよび62Bによって受光された
光信号を電子信号に変換して磁気ヘッド1Aおよび1Bに供
給する受信回路、また66Aおよび66Bは支持構造体51の発
光素子63Aおよび63Bと対応する位置に配設され、記録系
の信号を光信号に変換して発光素子63Aおよび63Bに供給
する送信回路部である。

そこで、このように構成した記録系の光信号空中伝送機
構では、その記録系の発光素子63Aおよび63Bから出光さ
れた光信号がそれぞれ回転ドラム４上の受光素子62Aお
よび62Bに受光され、受信回路部65Aおよび65Bで光−電
気変換されて、その記録信号が磁気ヘッド1Aおよび1Bに
供給される。

しかしてこのときも矢印64Aおよび64Bによる光信号の軌
跡がそれぞれ円錐形状となるが、その一部がいずれも柱
状部材61の末切欠部によってさえぎられることになる。
なお、この場合も送信回路部を介しての発光素子からの
出光をそれぞれの磁気ヘッドの記録に同期させるように
切欠き位置を設定することにより対処することができ
る。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、次にような
効果が得られる。

従来の電磁結合型回転トランスでは、VTRの再生帯
域が磁気ヘッドおよび回転トランスのインダクタンス成
分と、それらの巻線容量、浮遊容量および前置増幅器の
入力容量による共振とで振幅，位相歪を生ずるために、
使用帯域が制限されていたが、本発明にかかる光信号伝
送機構ではその影響がなく伝送帯域を広くすることがで
き、また、回転トランスの結合効率に起因するS/N比の
低下のおそれがない。

電磁結合型回転トランスでは低域信号の伝送が困難
であったのに対し、DCを含む極低域信号の伝送が可能で
あり、広帯域な再生信号の伝送が可能となった。

更にまた、発光素子，受光素子間の光結合を、第１
の形態の発明のように、例えば、放物面状もしくは円錐
面状の反射鏡を利用して回転系側の複数の発光素子から
の光信号を静止系の回転系回転軸心上に配設した対応す
る受光素子にそれぞれ受信させるようになして、しかも
光透過窓を介して個々の磁気ヘッドからの再生信号の切
換えを行うようにしたり、第２の形態の発明のように反
射鏡を設けることなく構成することで、回転系の中心軸
上で発光素子と受光素子とを対向させるのに比べ、多チ
ャンネル化するのが容易であり、また、従来の電磁結合
型回転トランスによる場合、他チャンネル時に問題であ
ったチャンネル間のクロストークの影響を著しく改善す
ることができるのみならず外部からの誘導雑音等による
妨害に対しても十分に防止することができる。

また、本装置では回転系体から静止系側の回路に信
号を空中伝送する際、静止系のテープ巻付け角範囲に応
じた透過窓が設けられているため、構造的にヘッド切換
を実施することができるので従来のようにスイッチング
のための回転検出センサおよびスイッチングパルス回路
を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる記録の再生信号送受回路の構成
を模式的に示すブロック図、 第２図は本発明の一実施例を分解して示す斜視図、 第３図は第２図の断面図、 第４図は本発明にかかる光信号授受の原理の説明図、 第５図は本発明の他の形態の実施例による構成を示す斜
視図、 第６図は第５図の構成により記録を実施する場合の説明
図、 第７図は従来の回転磁気ヘッド型ビデオテープレコーダ
の一例を示す断面図、 第８図は一般的な光ロータリジョイントの構成の一例を
示す断面図である。 1,1A,1B,1C……磁気ヘッド、２……回転ドラム、３……
回転軸、４……固定ドラム、５……回転トランス、６…
…モータ、21……記録／再生切換器、23……電気−光変
換回路、24,24A,24B,24C,63A,63B,……発光素子、25,25
A,,25B,25C,62A,62B……受光素子、26……光電変換回
路、31……回路、41A,41B,41C……透過窓、42……反射
鏡、51……支持構造体、51A,51B……支持アーム、52A,5
2B,65A,65B……受信回路部、53A,53B……光発信回路
部、61……柱状部材、66A,66B……送信回路部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録および再生用の磁気ヘッドが配設され
   た回転系と、該回転系を介して記録信号および再生信号
   の授受が可能な静止系とを有する回転磁気ヘッド型ビデ
   オテープレコーダにおいて、 前記回転系の半径方向および周方向の異なる位置に配設
   され、該回転系の回転軸方向に光信号を出力可能な複数
   の発光素子と、 個々の前記発光素子に対応して前記回転系の周囲部に配
   設した複数の磁気ヘッドと、 前記静止系の前記回転軸軸心延長線上に配設され、前記
   複数の発光素子からの光信号を個々に反射鏡を介して反
   射させた上受光する複数の受光素子と を具備し、 前記静止系は、前記発光素子から前記受光素子への前記
   光信号の通路に沿い、かつ個々の磁気ヘッドからの再生
   信号の発生区間に限界された周方向の光透過窓を有し、
   該光透過窓を介して前記個々の磁気ヘッドの切換えを行
   うことにより前記発光素子と該発光素子に対応する受光
   素子との間でそれぞれ前記再生信号の授受が行われるよ
   うにしたことを特徴とする回転磁気ヘッド型ビデオテー
   プレコーダ。
2. 【請求項２】記録および再生用の磁気ヘッドが配設され
   た回転系と、該回転系を介して記録信号および再生信号
   の授受が可能な静止系とを有する回転磁気ヘッド型ビデ
   オテープレコーダにおいて、 前記静止系の前記回転軸軸心と平行する線上に複数の第
   １発光素子を設けると共に前記回転軸軸心延長線上に複
   数の第１受光素子を設け、 該複数の第１受光素子に向けて軌跡が円錐状となる光信
   号を個々に出力する複数の第２発光素子および個々の該
   第２発光素子に対応する磁気ヘッドを前記回転系の周方
   向に設けると共に前記回転系の回転軸軸心上に複数の第
   ２受光素子を設け、前記複数の第１発光素子と対応する
   前記複数の第２受光素子との間および前記複数の第２発
   光素子と対応する前記複数の第１受光素子との間の光信
   号の授受により、前記記録信号および前記再生信号の授
   受が行われるようにしたことを特徴とする回転磁気ヘッ
   ド型ビデオテープレコーダ。