JPH0810509B2 - ディジタルサーボ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、映像信号等を回転磁気ヘッドにより磁気テ
ープ上に斜め方向に記録したり、または再生を行う、い
わゆるヘリカルスキャン方式の磁気記録再生装置におけ
るディジタルサーボ装置に関するものである。

従来の技術 映像信号磁気記録再生装置（以下、VTRと略称する）
において、磁気テープ（以下、テープと略す。）を間欠
送りし、スローモーション再生（以下、スロー再生と略
す。）を行なう装置は種種知られている。しかしなが
ら、映像信号を再生する回転ヘッドを備えたシリンダモ
ータの回転速度が一定であっても、テープの移動速度が
急激に変化すると、磁気テープ送りの間に回転ヘッドが
テープの記録トラックをトレースする速度が変わり、映
像信号中の水平同期信号周波数が変わるという欠点があ
る。これによりテープ走行時に、再生画面が横に揺れる
という不都合が生じる。この不都合を解決する方法とし
て特開昭57−8945号公報では、テープとシリンダモータ
に取り付けられた磁気ヘッドとの相対速度をシリンダモ
ータの速度制御系に補正を行なうことにより一定になる
ようにして、再生画面が横揺れしないようにしている。
また、速度補正時には位相制御を行なわないようにし
て、位相制御の影響を受けないようにしている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、シリンダモータ
の制御は位相制御を行なっていないため速度制御のみで
行なわれるので、速度誤差出力回路とシリンダモータド
ライブの誤差信号入力回路との間にオフセットなどがあ
れば、シリンダモータの回転速度は基準速度からずれて
しまい、停止動作時の再生画面において色ずれなどの現
象を生ずる。また、位相制御を行なわないためにスロー
モードからノーマルモードへ移行したときに、スムーズ
に移行することができずに再生画面が乱れてしまう。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のディジタルサーボ
装置は、磁気テープを走行駆動するキャプスタンモータ
と、前記磁気テープに記録された信号を再生すべく回転
ヘッドを回転駆動するシリンダモータと、前記シリンダ
モータの回転速度を一定にすべく制御する速度制御手段
と、前記シリンダモータの回転位相の基準となる基準位
相信号を発生する基準位相信号発生手段と、前記シリン
ダモータの回転位相と前記基準位相信号発生手段の出力
する基準位相との差を一定にすべく制御する位相制御手
段と、前記位相制御手段の出力を低減補償するディジタ
ルフィルタと、前記キャプスタンモータを間欠的駆動す
る間欠駆動手段と、前記間欠駆動手段が前記磁気テープ
を間欠駆動するタイミングと同期して、前記シリンダモ
ータに前記磁気テープの移動速度に応じた速度の補正を
前記速度制御手段に与える速度補正手段と、前記間欠駆
動動作モードの期間に前記ディジタルフィルタの特性を
切り換える特性切り換え手段を具備したことを特徴とす
るものである。

作用 本発明は上記した構成によって、スロー動作時のシリ
ンダモータの速度制御出力の補正を行なうときに、位相
系の低域補償フィルタの特性を変えることにより位相制
御による影響を受けにくいようにしているので、スロー
時の再生画面に色ずれをおこすことなく横揺れを補正で
きると共にスローモードからノーマルモードへの移行も
再生画面を乱すことなくスムーズに行なうことができ
る。

実施例 以下、本発明の一実施例のディジタルサーボ装置につ
いて、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したブロックダイアグ
ラムであり、１はテープであり、２はテープ１を駆動す
るキャプスタンモータ、３は映像信号の記録または再生
を行なう回転磁気ヘッド3a,3bを定速回転駆動するため
のシリンダモータ、４はテープ１の縁部近くにテープ送
りを制御する目的で制御信号を記録または再生するヘッ
ド（以下、コントロールヘッドと称す。）、５はキャプ
スタンモータ２の速度制御用の信号（FG信号）とコント
ロールヘッド４からの再生信号とシリンダモータ３の位
相信号が入力され、これらの信号に基づいてテープ１の
送りを制御するテープ送り制御手段、６はテープ送り制
御手段５の出力信号に基づいてキャプスタンモータ２を
駆動する駆動回路、７はキャプスタンモータ２によるテ
ープ１の送り量に応じてシリンダモータ３の回転速度を
補正する速度補正手段、８はシリンダモータの速度制御
用の信号（FG信号）の周期をあらかじめ設定された周期
になるように速度制御する速度制御手段であり、速度補
正手段７の出力信号も入力されている。９はシリンダモ
ータ３の基準位相信号を出力する基準位相信号発生手段
であり、10はシリンダモータ３の位相信号（以下、HSW
信号と称す。）と基準位相信号発生手段９の出力信号と
の位相差を一定に保つように位相制御を行なう位相制御
手段であり、11は位相制御手段10の出力信号をフィルタ
リングし低域補償を行なうディジタルフィルタである。
12はテープ１の送り状態によりディジタルフィルタ11の
特性を切り換える特性切り換え手段である。13はシリン
ダモータ３の位相制御系の出力であるディジタルフィル
タ11の出力信号と速度系の出力である速度制御手段８の
出力信号を加算した信号に基づいてシリンダモータ３を
駆動する駆動回路である。なお、14はピンチローラであ
る。

第２図は、スロー再生時の動作を説明するための各部
の動作波形図である。

スロー動作はテープの間欠送りと停止（スチル動作）
の繰り返しであり、第２図では間欠送り時の動作につい
て説明する。第２図において、ａは基準位相信号発生手
段９より出力される基準位相信号であり、ｂはシリンダ
モータ３のHSW信号波形であると共に、磁気ヘッド3a,3b
の切り換え信号にもなっている。ｃはキャプスタンモー
タ２を駆動する駆動電流波形であり、ｄはキャプスタン
モータ２によって走行するテープ１のテープ速度であ
る。ｅは速度補正手段７より出力されるシリンダモータ
３の速度補正信号である。ｆはテープ１と磁気ヘッド3
a,3bの相対速度を示し、ｇはシリンダモータ３の位相制
御手段10の誤差出力の信号波形である。

まず、時刻t2までの期間はスチル動作状態であり、ｃ
の駆動電流波形が‘O'であるので、キャプスタンモータ
２は停止し、テープ１も停止している。また、シリンダ
モータ３のHSW信号が時刻t1に位相制御手段10に入力さ
れ、位相制御手段10はディジタルフィルタ11に位相誤差
出力を出力するが、シリンダモータ３は時刻t1まで十分
安定に定速回転しているので位相制御手段10の出力は
‘0'となり、ディジタルフィルタ11の出力は前のHSW信
号が入力されたときと同じ出力信号を出力する。

シリンダモータ３の回転速度が一定であり、テープ１
も停止しているので、テープ１とシリンダモータ３に取
り付けられている磁気ヘッド3a,3bの相対速度はｆに示
すように一定となっている。相対速度が一定であるので
速度補正を行なう必要はなく、速度補正手段７の出力信
号はｅに示すように‘0'となっている。

次に、時刻t2にスロー再生の間欠送り動作が始まる
と、キャプスタンモータ２に駆動電流が流れ、キャプス
タンモータ２が回転し始める。キャプスタンモータ２が
回転するとテープ１が走行し、シリンダモータ３の回転
速度がテープ１が停止しているときと同じであればｆの
波線で示したように相対速度は一定でなく遅くなってい
く。このように、相対速度が一定でなくなると再生画面
に画面の横揺れとして現われる。それで、速度補正手段
７はテープ１の送り速度に応じた補正量を速度制御手段
８に送出し、シリンダモータ３の回転速度とテープ１の
相対速度が常に一定になるようにシリンダモータ３の回
転速度を補正する。

テープ送り制御手段５は時刻t3までキャプスタンモー
タ２を加速するので、テープ１の移動速度も速くなりシ
リンダモータ３の速度補正手段７の補正量も同様に増加
していく。

時刻t3から時刻t5まではキャプスタンモータ２は一定
の回転速度で回転するので、テープ１の移動速度も一定
となり、シリンダモータ３の速度補正量も一定となる。

時刻t4において、シリンダモータ３のHSW信号が位相
制御手段10に入力される。この時、速度制御手段８に入
力される速度補正によりシリンダモータ３の位相はａに
示すように基準位相信号発生手段９が出力する基準位相
信号より進む。したがって、位相制御手段10は位相を遅
らせるような誤差信号、すなわちｇのように誤差信号を
出力する。そして、この誤差出力が低域補償用のディジ
タルフィルタ11に入力される。

次に、シリンダモータ３に取り付けられた磁気ヘッド
3a、3bが映像トラックにオントラックした状態で停止さ
せるために、コントロールヘッドの出力信号をもとに時
刻t5に駆動回路６はキャプスタンモータ２へ逆方向へ回
転するような駆動電流を出力する。（フィールドスロー
時においてはコントロール信号がないフィールドがあ
り、コントロール信号がないフィールドではコントロー
ル信号が入力されてからのキャプスタンモータ２のFG信
号をカウントすることによって磁気ヘッド3a,3bが映像
トラックにオントラックするように位置決めすることが
できる。）したがって、キャプスタンモータ２の回転速
度は減速し、それに応じて、テープ１の移動速度も減少
するのでシリンダモータ３の回転速度が時刻t3において
速度補正手段７によって補正された回転速度であると、
テープ１とヘッド3a,3bの相対速度はｆの波線のように
速くなってしまう。それで、時刻t4からきはキャプスタ
ンモータ２の回転速度の減速に応じて速度補正手段７は
シリンダモータ３の回転速度が減速するように補正出力
を変更する。

テープ送り制御手段５はキャプスタンモータ２が逆転
し始める直前、または逆転し始めた時点、すなわち時刻
t6においてキャプスタンモータ２を停止させる出力を駆
動回路６に出力する。したがって、時刻t6以後ではキャ
プスタンモータ２は停止し、テープ１も停止することに
なる。速度補正手段７もテープ１が停止するのでシリン
ダモータ３の回転速度の速度補正を行なわなくなる。時
刻t6以降は、テープ１が停止するのでスチル動作となり
時刻t2までの状態と同じであるので、シリンダモータ３
の回転速度が時刻t2の時の回転速度と同じであればテー
プ１と磁気ヘッド3a,3bの相対速度は一定となる。

しかしながら、時刻t4において位相誤差手段10が位相
誤差をディジタルフィルタ11に出力し、その出力によっ
てシリンダモータ３の回転速度がわずかながら変動す
る。その回転速度の変動によりテープ１と磁気ヘッド3
a,3bとの相対速度が変動し、再生画面の横揺れとなって
現れる。また、位相誤差制御手段10の出力はディジタル
フィルタ11を介して駆動回路13に入力されるので相対速
度の変動はテープ１が停止状態となってもしばらくの期
間継続する。したがって、時刻t7においても位相制御手
段10の出力は‘0'にならない。

スチル時に再生画面に横揺れが現われないようにする
にはテープ１が停止状態になった時点で位相誤差手段10
の出力が‘0'すなわち、位相ロック状態であると共にデ
ィジタルフィルタ11の出力がテープ１の停止状態時の出
力であればよいので、ディジタルフィルタ11の特性を通
常の再生時と切り換えて、位相制御手段10の出力が駆動
回路13に現れないようにする。

つぎに、低域補償を行なうディジタルフィルタ11の周
波数特性を第３図に示す。第３図において、Ａはスロー
動作以外の動作におけるフィルタの特性であり、Ｂはス
ロー動作時の特性である。ディジタルフィルタ11の特性
の切り換えは特性切り換え手段12が行なっている。

Ａの特性は通常の記録，再生時においてシリンダモー
タの低域における外乱抑制特性を最適にするようにフィ
ルタを設計したときの特性である。Ｂはスロー動作時の
ディジタルフィルタの特性であり、Ａの特性と比べると
Ａの折れ点周波数f1より高い周波数領域においてゲイン
が下がっている。これは、位相制御手段10の出力が変化
してもディジタルフィルタ11の出力はすぐに応答しない
ということである。

このことにより、キャプスタンモータ２によるテープ
１の間欠送り時に、シリンダモータ３の位相制御手段10
の出力が変化しても、ディジタルフィルタ11の特性がＢ
のように折れ点周波数f1より高い周波数領域でゲインを
低くしているのでディジタルフィルタ11の出力には変化
がほとんど現れない。このことにより、シリンダモータ
３の回転速度は位相制御系の影響を受けにくくなってい
る。したがって、間欠動作御のスチル動作時でのシリン
ダモータ３の回転速度に変動は現れないので、テープ１
とシリンダモータ３に取り付けられた磁気ヘッド3a,3b
の相対速度にも変動が現れずに一定となる。

特性切り換え手段12は指令（例えば、VTRの状態を制
御しているシステムコントローラの出力）に基づいて間
欠動作モードかどうかを判断し、間欠動作モードであれ
ばディジタルフィルタ11の特性をＢに切り換える。ま
た、間欠動作時だけでなく、スロー動作を行なっている
期間中ディジタルフィルタの特性をＢに切り換えていて
も何等差しつかえない。

以上のように本実施例によれば、スロー動作時のシリ
ンダモータの速度制御出力の補正を行なうときに、速度
補正により発生する位相誤差出力を位相系の低域補償フ
ィルタの特性を変えることにより位相制御による回転速
度への影響を受けにくくしているので、スロー時の再生
画面が横揺れを起こさないようにすることができる。ま
た、位相系を切っていないので色ずれをおこすこともな
い。さらに、スローモードからノーマルモードへの移行
も再生画面を乱すことなくスムーズに行なうことができ
る。

なお、本実施例において速度制御，位相制御，テープ
送り制御手段については詳しい動作説明を行なわなかっ
たが、例えば「橋本他『VTRの信号処理および制御用I
C』p181〜p196,池田他『VHS方式２−６フィールドスロ
ーVTR』p29〜p38〔ナショナル テクニカル レポート
（National Techical Report）Vol 28 No.3 June 198
2〕」に記載されているような方法を用いれば実現でき
る。

また、マイクロプロセッサを用いてソフトウェアによ
り上記手段を実現することもできる。

発明の効果 以上のように本発明は、磁気テープを走行駆動するキ
ャプスタンモータと、前記磁気テープに記録された信号
を再生すべく回転ヘッドを回転駆動するシリンダモータ
と前記シリンダモータの回転速度を一定にすべく制御す
る速度制御手段と、前記シリンダモータの回転位相の基
準となる基準位相信号を発生する基準位相信号発生手段
と、前記シリンダモータの回転位相と前記基準位相信号
発生手段の出力する基準位相との差を一定にすべく制御
する位相制御手段と、前記位相制御手段の出力を低域補
償するディジタルフィルタと、前記キャプスタンモータ
を間欠的駆動する間欠駆動手段と、前記間欠駆動手段が
前記磁気テープを間欠駆動するタイミングと同期して、
前記シリンダモータに前記磁気テープの移動速度に応じ
た速度の補正を前記速度制御手段に与える速度補正手段
と、前記間欠駆動動作モードの期間に前記ディジタルフ
ィルタの特性を切り換える特性切り換え手段を特徴とす
るもので、スロー動作時のシリンダモータの速度制御出
力の補正を行なうときに、速度補正により発生する位相
誤差出力を位相系の低域補償フィルタの特設を変えるこ
とにより位相制御による回転速度への影響を受けにくく
しているので、スロー時の再生画面が横揺れをおこさな
いようにすることができる。また、位相系を切っていな
いので色ずれをおこすこともない。さらに、スローモー
ドからノーマルモードへの移行も再生画面を乱すことな
くスムーズに行なうおとができるというきわめて大なる
効果を奏する。

【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ジタルサーボ装
置のブロックダイアグラム、第２図は第１図の動作を説
明するための信号波形図、第３図はディジタルフィルタ
の特性図である。 ２……キャプスタンモータ、３……シリンダモータ、４
……コントロールヘッド、５……テープ送り制御手段、
6,13……駆動回路、７……速度補正手段、８……速度制
御手段、９……基準位相信号発生手段、10……位相制御
手段、11……ディジタルフィルタ、12……特性切り換え
手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気テープを走行駆動するキャプスタンモ
   ータと、前記磁気テープに記録された信号を再生すべく
   回転ヘッドを回転駆動するシリンダモータと、前記シリ
   ンダモータの回転速度を一定にすべく制御する速度制御
   手段と、前記シリンダモータの回転位相の基準となる基
   準位相信号を発生する基準位相信号発生手段と、前記シ
   リンダモータの回転位相と前記基準位相信号発生手段の
   出力する基準位相との差を一定にすべく制御する位相制
   御手段と、前記位相制御手段の出力を低域補償するディ
   ジタルフィルタと、前記キャプスタンモータを間欠的駆
   動する間欠駆動手段と、前記間欠駆動手段が前記磁気テ
   ープを間欠駆動するタイミングと同期して、前記シリン
   ダモータに前記磁気テープの移動速度に応じた速度の補
   正を前記速度制御手段に与える速度補正手段と、前記間
   欠駆動動作モードの期間に前記ディジタルフィルタの特
   性を切り換える特性切り換え手段とを具備したことを特
   徴とするディジタルサーボ装置。
2. 【請求項２】低域補償ディジタルフィルタは積分項と比
   例項からなりその特性の比例項のゲインを切り換えるこ
   とにより前記ディジタルフィルタの特性を切り換えるこ
   とを特徴とした請求項（１）記載のディジタルサーボ装
   置。