JPH08279104A - 磁気記録再生方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意のデータ量を効率よく記録再生する磁気
記録再生方式を提供する。 【構成】 入力データをデーターレートによってクラス
分けし、各々最適なトラックピッチで記録して、記録ト
ラック１３２，１３４を形成する。トラックピッチの変
更点では、データレートが増加する場合は即座にトラッ
クピッチを広げ、データレートが減少したときは１トラ
ック記録後にトラックピッチを減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテープ状の記録媒体に記
録再生する方式に関するものであり、特にテープの長さ
方向にフォーマットが可変である記録再生方式に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のＶＴＲは、家庭用業務用を問わ
ず、記録信号フォーマットが規定されていて、それに最
適な記録フォーマットが規定されており、規定フォーマ
ット以外の信号に対しては記録再生は不可能であった。

【０００３】例えば、家庭用ビデオを記録するＶＨＳホ
ームビデオシステムにコンピューターが扱うようなディ
ジタルデータを入力しても記録再生は不可能であり、ま
たこれらの逆も不可能であった。

【０００４】近年になって、映像信号も音声信号もディ
ジタルデータとして記録再生が可能となり、記録再生の
データの一貫性が得られるようになった。

【０００５】しかし、データ量そのものは信号の本来の
性質より、各々の信号において個別のデータ量を持つた
め、統一した記録再生方式に基づく装置ではなく、各々
の信号を記録再生する専用の記録再生装置が個別に製品
化されて販売されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】テープ状の記録媒体に
種々のデータ量の異なる情報を記録再生するには、テー
プの長さ方向に異なるフォーマットで情報を記録する必
要がある。再生時には、記録されたフォーマットを示す
記録フォーマット情報を別途読みだし、そのフォーマッ
トに応じた再生過程で再生することにより、当初の記録
情報を正確に読み出すことが出来る。

【０００７】しかし、連続している情報が瞬時に変化し
たときには、記録時は対応が可能であるが、再生時には
再生装置の制御が追従せずに円滑な再生が不可能である
という課題がある。

【０００８】例えば、映像情報にデータ圧縮を行ない連
続的に放送している場合を想定すると、ある場面より高
精細度な画像が要求されてデータ量の多い情報が送ら
れ、その後は通常画質の比較的データ量の少ない高圧縮
の画像情報を放送する場合がある。この様な場合、記録
情報量の変化は瞬時にして起こり、記録フォーマットは
瞬時に変化させる必要がある。しかし、この変化は受信
側には知らされないため、実用上は、予想される最大デ
ータ量を記録再生する記録装置を用意しなければなら
ず、このため無駄を生じるという課題があった。

【０００９】具体的にヘリカルスキャンＶＴＲの例を以
下に示すと、ヘリカルスキャンＶＴＲは記録トラックの
フォーマットからも、基本的に高密度記録が可能である
が、逆に回転シリンダーの回転数とテープ送り速度の関
係より、一定の記録フォーマットの記録再生のみが可能
であって、データ量が可変である映像の圧縮ディジタル
データ等を記録再生するには不都合がある。

【００１０】即ち、ＶＴＲとしては最大の記録レートを
持つＶＴＲを設計し、それ以下のデータ量に対しては空
白データを付加して全体として常に一定量のデータレー
トの録再を行なう手法がとられており、このため磁気テ
ープの消費量の点からは非常に無駄が大きかった。ま
た、例えば２種類の記録フォーマットに対応したＶＴＲ
を設計して、データ量に応じて２段階で切り換えるＶＴ
Ｒの場合は、データ量が変化したその時点でＶＴＲの記
録フォーマットに連続性が欠落し、ＶＴＲの制御系が制
御不可能となる。それはテープパターン上の一貫性が記
録時には対応可能であっても、再生時には予測できない
ためである。

【００１１】ヘリカルスキャンＶＴＲにおいてはシリン
ダーの回転数を逐次可変にすることは非常に困難であ
る。２種類の記録レートを記録するときには記録波長を
変化させること、及び記録チャネル数を増減することは
可能である。前者の場合、記録密度が関係し、比較的最
短記録波長が長いフォーマットの時は記録された磁気テ
ープのＳ／Ｎの観点から狭トラック記録が可能であり、
より高密度記録をするときには記録トラックピッチを広
くすることが必要である。後者の場合でも、記録チャネ
ルを１トラックから２トラックに変化させるとトラック
ピッチが必然的に変化する。

【００１２】この様に、従来のヘリカルスキャン型の磁
気記録再生方式において、記録時に異なるトラックピッ
チのパターンを連続記録すると、ヘリカルスキャンＶＴ
Ｒでは磁気テープ上のパターンが重なって記録される不
都合が生じ、任意のデータレートに対応した記録再生を
実現することはできない。

【００１３】本発明は上記問題点に鑑み、任意のデータ
レートで転送されてくるビットストリームを、効率よく
ヘリカルスキャン型磁気記録再生装置で記録再生する記
録再生方式を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の磁気記録再生方式は、記録するデータ列を
シリンダー回転周期毎のデータ数に応じて複数の階層の
記録パターンを設定し、一定回転のシリンダーに取り付
けられた回転ヘッドで各々の記録データ量に対応し記録
を行なうとともに、比較的データ量が多く短波長記録の
場合はトラックピッチを広く、データ量が少ない長波長
記録の場合はトラックピッチを狭くして記録する。

【００１５】記録するデータとは別の位置に、記録フォ
ーマットを示すコントロール信号を、別のリニアトラッ
クに同時に記録しておく。

【００１６】データ量が逐次記録中に変化するときに
は、一定のスレシュホールドレベルを基準として、デー
タ量が増加したときには即座にトラックピッチを広げ、
減少したときにはシリンダー回転の２分の１回転以上後
続データを記録後でトラックピッチを狭くして記録す
る。

【００１７】また、より円滑なモード移行を実現するた
めに、トラックピッチを変更するためのテープ速度変化
率を一定値に定めて行ない、記録再生時に同様の変化も
しくは再生時に加速した状態で装置の制御を行なう。

【００１８】更に高精度な制御を行なうには、コントロ
ール信号を２個のヘッドで２回再生する。

【００１９】再生時に、リニアトラックに記録されたコ
ントロール信号を２種類のヘッドで時間をずらして再生
し、時間軸上で先行再生するコントロール信号で制御の
予測を行ない、後の位置で再び再生されるコントロール
信号でシリンダーとキャプスタンの制御を従来のＶＴＲ
と同様に制御する。

【００２０】

【実施例】現在広く普及している家庭用ビデオであるＶ
ＨＳ−ＶＴＲシステムに、ＭＰＥＧで代表される画像圧
縮データ情報を記録する場合を例にとって、詳細な説明
を行なう。

【００２１】ＭＰＥＧ２システムは種々の画質に応じた
記録データレートで圧縮する事が可能であって、一連の
データはパケットと呼ばれるデータ列にひとくくりにさ
れて伝送される。高画質の場合はこのパケット量が単位
時間当り多く伝送され、通常画質の場合は少なく伝送さ
れる。通信網では複数の番組がこのパケット単位で伝送
されるため、ＶＴＲでは録画希望番組のパケットを選択
し、このパケット単位でＶＴＲ特有の誤認識の対策とし
てＥＣＣ（エラー訂正）の変復調を付加して記録再生す
るのが適当である。

【００２２】本発明の記録再生方式を適用したシステム
の構成例として、図２及び図３に、概念を説明するブロ
ック図を示す。

【００２３】図２において、通信路中の複数の番組の混
在したデータ列はそのパケットの識別信号によって特定
のパケットのみを抽出する番組パケット抽出部１０１に
入力される。その後シリンダーの回転周期に相当する期
間のゲート信号をシリンダー回転周期信号発生器１１４
で発生させ、回転周期内でのデータ数を計測する。この
データ数でもって、磁気テープ１０７に記録するときの
トラックピッチを決定する。この回転周期毎に抽出され
たデータ列に対して、記録再生時のエラー訂正を行なう
ためのエラー訂正符号付加部１０２にてエラー訂正符号
が付加される。

【００２４】その後は通常のディジタルＶＴＲの信号処
理系、すなわち同期信号・識別信号付加器１０３及び記
録変調回路１０４、記録アンプ１０５を介して磁気ヘッ
ド１０６で磁気テープ１０７上に信号を記録する。

【００２５】再生時は、再生ヘッド１０８で再生された
信号を再生アンプ１０９で増幅し、記録時に変調された
信号を再生復調回路１１０で復調する。そして、同期信
号・識別信号を同期・識別信号検出部１１１で検出し、
エラー訂正符号をエラー訂正復号部１１２にて復号し、
元の番組パケットを番組パケット生成部１１３にて生成
する。

【００２６】データ量と記録時のトラックピッチの制御
関係は図３に示すように、入力データ列はデータ量のカ
ウントを行なうデータ量カウント部１２１で、一定周期
発生のシリンダー回転系１２４と連動して計測され、そ
の計測数でテープ走行系１２２に制御信号が送られる。
その制御信号はコントロール信号として、データ記録再
生ヘッド１２６とは別のコントロール信号記録ヘッド１
２３で磁気テープ１２７に記録される。

【００２７】入力データはパケット毎に、録画再生信号
処理部１２５にて、図２に示した信号処理を行い、デー
タ記録再生ヘッド１２６で磁気テープ１２７に記録され
る。

【００２８】パケット単位でデータが送られてくる場
合、単位パケットの整数倍または整数分の１でデータを
ひとくくりにするのが適当であって、データの記録再生
に都合のよい同期信号及びパケットの識別信号を付加し
て記録することは通常のディジタルＶＴＲと同様であ
る。

【００２９】以下、１パケットのデータ量が１８８バイ
トで通常画質の映像をトータルビットレート８Ｍｂｐｓ
で伝送したデータを記録し、高精細度な映像をトータル
ビットレート１２Ｍｂｐｓで伝送したデータを記録する
場合を例にとる。

【００３０】ＶＨＳ−ＶＴＲの場合、現行のメカを踏襲
するとすれば、シリンダー径が６２ｍｍであって、シリ
ンダーの回転数は１８００ｒｐｍである。よって相対速
度は５．８ｍ／ｓである。８Ｍｂｐｓのデータを記録す
る場合、パケットの２分の１の９４バイト毎にエラー訂
正信号、同期信号、データ識別信号を付加して一つのシ
ンクブロックを構成し、付加データ，パターン上のギャ
ップを含めてトータルの記録データレートを１２Ｍｂｐ
ｓとする。同様に１２Ｍｂｐｓのデータの記録データレ
ートは１８Ｍｂｐｓとする。

【００３１】この信号をＮＲＺで直接記録すると１ビッ
ト当りの最短記録波長は、それぞれ０．９７μｍおよび
０．６４μｍとなる。この２種類の信号を記録するのに
あたって、テープ・ヘッド系のＳＮＲの観点より考察す
ると、記録するトラックピッチはそれぞれ１９μｍと２
９μｍが最適であると実験で確認された。

【００３２】即ち、記録波長が短い場合はヘッドの再生
出力が低下し、その低下分を補うために、より広いトラ
ック幅を必要とした。記録波長が比較的長い場合は再生
出力が高いため、より狭いトラックピッチで十分であ
る。

【００３３】このことより、全ての映像情報を効率よく
記録するには、記録ヘッドを搭載している回転シリンダ
ーの回転数を１８００ｒｐｍに固定し、テープの送り速
度を２種類に可変して、２種類のトラックフォーマット
を併用することにより、テープ消費に無駄がなく記録再
生が出来るＶＴＲが創出された。

【００３４】（実施例１）シリンダーの回転周期で入力
データ数をカウントし、設定データ量ＤＲ１よりも多い
か少ないかでテープ送り速度を決定する。本実施例では
この設定データ量ＤＲ１を８Ｍｂｐｓにし、８Ｍｂｐｓ
よりもシリンダ回転周期単位で多いときはトラックピッ
チが２９μｍになるようにテープ送り速度を１．６ｃｍ
／ｓにて記録を行ない、８Ｍｂｐｓよりも少ないときは
トラックピッチが１９μｍになるようにテープ送り速度
を１．１ｃｍ／ｓにて記録を行なった。

【００３５】図４は本発明の実施例によるデータのクラ
ス分けを説明するための図であり、横軸はシリンダ回転
周期であり、（ａ）の縦軸はテープ送り速度、（ｂ）の
縦軸はその周期毎で取り込んだデータ列の時間単位換算
データレートである。速度ｖ１と速度ｖ２が、異なるそ
れぞれのトラックピッチを形成し、その変化率は速度変
化の勾配１５０、１５１で表わされる。

【００３６】図４（ｂ）に示すように、シリンダ回転周
期１０番目までにカウントされた入力データ量が８Ｍｂ
ｐｓ以下であって（これはシリンダー回転数１８００ｒ
ｐｍをもとに換算すると、２分の１回転当り１３３ｋビ
ット以下を意味する。）、シリンダ回転周期１１番目に
カウントされたデータが８Ｍｂｐｓ以上の１１Ｍｂｐｓ
（シリンダー２分の１回転当り１８３ｋビット）近傍で
あれば、シリンダ回転周期１１番目のデータを記録する
ときにテープの送り速度を１．１ｃｍ／ｓから１．６ｃ
ｍ／ｓに加速して記録した。シリンダーの回転周期と連
動したテープの送り速度の関係を図４（ａ）に示す。

【００３７】この時のテープ上に記録されたテープパタ
ーンは図１（ａ）である。図１（ａ）から分かるよう
に、８Ｍｂｐｓ以上のデータを記録するときにはテープ
パターンは相対的にトラック角の立ち上がったパターン
となる。逆に、シリンダーの回転周期１６番目よりデー
タ量が８Ｍｂｐｓよりも減少したときは、次のシリンダ
回転周期１７番目のデータを記録する時よりテープの送
り速度を１．６ｃｍ／ｓより１．１ｍｍ／ｓに下げて記
録する。この時のテープ上に記録されたテープパターン
は図１（ｃ）である。図１（ｃ）より分かるように、テ
ープの送り速度を下げると相対的に記録パターンのトラ
ック角が横たわった状態になるために、データ量が減少
した瞬時にテープ速度を変えるのではなく、その次の記
録周期より以降に変化させるのがよい。

【００３８】また、これらの時の記録フォーマット情報
の一例として一定周期のパルスを、データ記録のヘリカ
ルトラック以外の例えばリニアトラックにコントロール
信号として記録した時の磁化パターンの概念図を図２
（ｂ）（ｄ）に示す。添え字はシリンダーの回転周期の
番号に相当する。

【００３９】再生時には、このコントロールパルスが一
定周期として再生されるようにテープの送り速度を制御
し、シリンダーの回転位相を制御することにより記録時
と同じ状態で再生することが出来る。

【００４０】フォーマットの変更点での記録パターンの
歪みは、トラックピッチよりも広幅の記録再生ヘッドを
用いることにより追従可能である。即ち、ヘッドのトラ
ックピッチを２９μｍ以上として逐次重ね書きを行な
い、テープパターン上に欠落のない状態にするとよい。
具体的には録再ヘッドが３２μｍのトラック幅を持つヘ
ッドで記録再生を行なった。

【００４１】なお、入力データ量をカウントするタイミ
ングと回転シリンダーで記録するときのタイミングは同
時ではなく、一定の時間遅延したところで行なった。

【００４２】（実施例２）記録フォーマットの変更点を
スムーズに再生するためには、以下の手法も有効であ
る。即ち、フォーマットの変更点での速度変化率を一定
にしておくことである。これにはテープ速度変化時にお
ける慣性を意識的に大きくし、制御可能な状態として、
再生時にコントロール信号が途絶えたり沸きだしてきた
ときに、定められた速度変化率で一律にテープ速度の変
化を制御する方法であって、本手法によるトラックの前
半は追従誤差を生じるが、後半で速度変化を制御するた
めにトータルで良好なトラックの追従ができた。

【００４３】例えば、データ量が増加するときにはコン
トロール信号の間隔が広がる。よって、初期のコントロ
ール信号周期でコントロール信号を検出しなかった場合
はトラックピッチが変化したときであって、所定の速度
変化率でテープ速度を一律に制御すれば本来の追従すべ
きトラック軌跡に制御することが可能である。

【００４４】なお、記録時の速度変化率より再生時の速
度変化検出後の速度変化率を大きくすると更に高精度な
追従が可能であることは言うまでもない。

【００４５】（実施例３）本発明の記録再生方式を用い
るにあたって、更に次の実施例を併用すると、より円滑
なデータの再生過程が得られる。

【００４６】従来のＶＴＲにおいては、記録フォーマッ
ト情報を示すコントロール信号を記録再生するヘッドが
１個設置され、一定パルスの信号を記録し、再生時に元
の一定パルスとなって再生するべくテープ送り速度を制
御している。

【００４７】しかし、（実施例１）に示すような急激な
変化に対しては完璧な追従は困難である。それは予め速
度変化が予知されていないためであって、制御系の追従
性の遅れよりトラックピッチ切り替え直後のトラックを
正規位置でトレースするのに誤差を生じる。

【００４８】そのために（実施例３）では図５に示すよ
うに、リニアトラックにコントロール信号を記録再生す
るコントロールヘッド１４２の他に、別途事前にコント
ロール信号を再生するコントロール再生ヘッド１４５を
追加している。なお、図５において、１４１，１４２は
情報信号を記録再生するための記録再生ヘッド、１４３
は回転シリンダー、１４４は磁気テープであり、矢印１
４７方向へ移送される。

【００４９】再生時には、事前に再生するコントロール
信号で予めテープ送り速度の変化を予知し、この変化を
考慮した上で従来のコントロールヘッドの位置で制御信
号を再生してシリンダーの回転位相を制御する。

【００５０】（実施例１）（実施例２）の場合はヘッド
幅をトラックピッチよりも大きくすることにより対応し
たが、コントロール信号を事前に読み取り、予測制御デ
ータを基にＶＴＲ制御をすると完璧な制御が可能であ
る。その時にはヘッドのトラック幅を狭くすることがで
き、結果的に他の余分なノイズを再生することが無いた
めにＳＮ比のよいＶＴＲを設計し得る。

【００５１】なお、実施例の説明ではデータレートを２
段階に分類した例で説明したが、それ以上の複数の段階
に分類することも可能であり、その時のトラックピッチ
の設定においても、データレートが増加したときには瞬
時に広いトラックピッチで記録し、減少したときには少
なくともシリンダーの２分の１回転分以上広いトラック
ピッチで記録した後に、狭いトラックピッチで記録する
方式が有効であることにはかわりがない。

【００５２】以上のように、入力データ数（データレー
ト）に応じてクラス分けを行ない、それぞれの必要とす
る最適のトラック幅で記録再生することにより、任意の
データレートの信号を効率よく記録することが出来る。

【００５３】また、データレートが変更する時点では、
増加するときには即座にトラックピッチを広げ、減少す
るときは少なくとも１トラック分以上記録後にトラック
ピッチを狭める記録方式がよい。

【００５４】なお、実施例では回転シリンダーに２個の
ヘッドを１８０度対向する位置に設置したが、複数個の
ヘッド対を各々１８０度対向に設置した場合も同様に適
用が可能であって、テープ速度変更時にシリンダーの２
分の１回転以上を記録後にトラックピッチを変えれば良
いことは明白である。

【００５５】また、再生時にトラックピッチが変更する
点においては、トラックピッチを広げた再生ヘッドで再
生すれば容易に再生でき、更に正確に再生するにはテー
プの送り速度の変化率を規定して行なうことがより有効
である。また、コントロール信号を再生する別置きのヘ
ッドを追加すれば更に高精度な再生が出来る。これらの
再生方法の選択は要求される性能と装置コストのバラン
スで選択すればよい。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の磁気記録再生方式によれば、任意のデータレートで送
られてくる信号を、効率よく磁気テープに記録再生する
ことが可能となり、さらにはモード変更時の信号を正確
に再生できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明による磁気記録再生方式で記録
したときの磁化パターンの概念図 （ｂ）はリニアトラックにかかれた一定周期の制御信号
の磁化パターンの概念図 （ｃ）は本発明による磁気記録再生方式で記録したとき
の磁化パターンの概念図 （ｄ）はリニアトラックにかかれた一定周期の制御信号
の磁化パターンの概念図

【図２】ＭＰＥＧデータ列の信号を記録再生するときの
概念を説明するブロック図

【図３】本発明の磁気記録再生方式による記録再生装置
の機能のつながりを示すブロック図

【図４】本発明によるデータのクラス分けを示す説明図

【図５】本発明によるコントロールヘッドを２個設置し
たときの概念図

【符号の説明】

１３１ 磁気テープ １３２ 比較的データレートの低いときの記録された磁
化パターン（狭トラックピッチ記録） １３３ 本発明によるトラックピッチの変更点の磁化パ
ターン（データレートが増加したとき） １３４ 比較的データレートの高いときの記録された磁
化パターン（広トラックピッチ記録） １３５ 本発明によるトラックピッチの変更点の磁化パ
ターン（データレートが減少したとき） １３６ 狭トラックピッチ時のトラック角 １３７ 広トラックピッチ時のトラック角 ＤＲ１ 判断基準となるデータレート １４１，１４２ 回転シリンダーに搭載されたデータ記
録ヘッド １４３ 回転シリンダー １４４ 磁気テープ １４５ 本発明において追加設置されたコントロールヘ
ッド １４６ 従来のＶＴＲにおいて設置されていたコントロ
ールヘッド

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘリカルスキャン型の磁気記録再生方式で
   あって、任意のデータレートで送られてくる情報を回転
   シリンダーの回転周期毎で取り込んだデータ数でもって
   複数のクラス分けを行ない、前記データ数により、デー
   タ数が多いときはデータ数が少ないときに比べて広いト
   ラックピッチで記録することを特徴とする磁気記録再生
   方式。
2. 【請求項２】データ数が増加したときには即座にトラッ
   クピッチを広げ、減少したときには少なくともシリンダ
   ー周期の２分の１回転分以上はトラックピッチを変化さ
   せずに記録した後、トラックピッチを狭めて記録するこ
   とを特徴とする請求項１記載の磁気記録再生方式。
3. 【請求項３】トラックピッチを変えるためにテープ送り
   速度を変化させる変化率を一定値に保ち、記録再生を行
   なうことを特徴とする請求項１または２記載の磁気記録
   再生方式。
4. 【請求項４】記録時と再生時でテープ速度の変化率が異
   なり、再生時の方が変化率の大きいことを特徴とする請
   求項３記載の磁気記録再生方式。
5. 【請求項５】ヘリカルトラックとは別にリニアトラック
   にコントロール信号を書き込み、その信号を２個のヘッ
   ドで２回読みだし、予測値による制御と実時間での制御
   を併用したことを特徴とする請求項１または２記載の磁
   気記録再生方式。