JPH0827922B2

JPH0827922B2 - 磁気再生装置

Info

Publication number: JPH0827922B2
Application number: JP1260811A
Authority: JP
Inventors: 英二横山; 雅人長沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-10-04
Filing date: 1989-10-04
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH03120609A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はヘリカルスキャン型のビデオテープレコーダ
に関し、詳しくは再生ヘッドの自動トラッキング制御装
置に関するものである。

〔従来の技術〕第11図は例えば特開昭55−32241号公報に示された従
来の磁気再生装置の再生系を示す回路図である。同図に
おいて、１は電気−機械変換素子である圧電素子、２は
圧電素子１に接着された磁気ヘッド、３は圧電素子１を
ウォブリング駆動する駆動回路、４はバンドパスフィル
タで、バンドパスフィルタ４は磁気ヘッド２からの再生
信号中に含まれるウォブリング周波数を抽出する。５は
発振器で、ウォブリング周波数の信号を発生する。６は
移相器で、ウォブリング駆動信号と実際の圧電素子１の
ウォブリング動作の位相とを合わせる作用を行なう。７
は乗算器または同期検波回路（以下「同期検波回路」と
する）で、反転アンプ17,正転アンプ18,波形成形回路19
およびアナログスイッチ20で構成され、移相器６からの
信号とバンドパスフィルタ４からの信号を乗算あるいは
同期検波する。８はローパスフィルタで、同期検波回路
７の出力信号の帯域を制限する。９は加算器である。

第12図はトラックずれ量に対する磁気ヘッド２からの
再生エンベロープ信号の振幅の変化を表わした図であ
る。図中、Ａはトラックセンタより左側にずれた位置、
Ｂはトラックセンタ、Ｃはトラックセンタより右側にず
れた位置をそれぞれ表わしている。

第13図（ｂ）〜（ｄ）はトラックずれの位置A,B,Cに
おける磁気ヘッド２の再生信号のバンドパスフィルタ４
を通過した後の信号を、縦軸に振幅、横軸に時間を取っ
てみたものである。同図（ａ）は圧電素子１の動き、同
図（ｂ）は磁気ヘッド２がＡ位置にずれた時のバンドパ
スフィルタ４の出力信号の波形、また同図（ｃ）は磁気
ヘッド２がＢ位置の時のバンドパスフィルタ４の出力信
号の波形、同図（ｄ）は磁気ヘッド２がＣ位置にずれた
時のバンドパスフィルタ４の出力信号の波形を示してい
る。

第14図（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第13図（ｂ），
（ｃ），（ｄ）と同様に、磁気ヘッド２の各トラック位
置A,B,Cにおける同期検波後の出力信号の波形を示した
ものである。

次に動作について説明する。

一般にヘリカルスキャン方式の磁気再生装置におい
て、トラッキング制御のための回転磁気ヘッドと記録ト
ラックとの相対位置ずれを検出する方法は多数提案され
ている。例えば映像信号の帯域外の何種類かの低い周波
数の信号を数トラックにわたって別々の周波数の信号が
隣りあうように記録し、再生時に左右のトラックのクロ
ストークレベルのちがいによって相対位置ずれ量を検出
する方法や、回転磁気ヘッドの走査方向と垂直な方向に
回転磁気ヘッドを一定周波数（以下「ウォブリング周波
数」という）で微小振動（以下「ウォブリング」とい
う）させることによって相対位置ずれを検出する方式が
ある。このうち、前者は記録時に制御用のコントロール
信号を記録することが必要で、現行の1/2インチテープ
を使用した民生用ビデオテープレコーダであるVHS方式
およびβ方式等では実現不可能である。しかし、後者
は、制御用の信号を記録する必要がないため、現行の民
生用ビデオテープレコーダにも適用できる。このウォブ
リング方式は従来から提案されているので、以下、一般
的なウォブリング法の動作原理について簡単に説明す
る。

一般的に記録トラックに対する磁気ヘッド２に対する
相対位置ずれ量に対し、磁気ヘッド２から再生される再
生エンベロープ信号の振幅は第12図のように変化する。
ここにおいて、発振回路５で発生された正弦波信号によ
り圧電素子１を駆動回路３で駆動すると、記録トラック
に対する磁気ヘッド２が正弦波状に微小振動し、この時
得られる磁気ヘッド２の再生エンベロープのウォブリン
グ周波数のみを通過させるバンドパスフィルタ４を通す
と、トラックずれ量に対応して第13図（ｂ），（ｃ）ま
たは（ｄ）のような信号が得られる。

第15図に圧電素子１の一般的な周波数特性を示す。ウ
ォブリング周波数は、駆動電圧と圧電素子の微小信号と
の位相がまわらない帯域、すなわち圧電素子１の機械的
要因による一次共振周波数より低い帯域に選ばれる。こ
の理由の主な１つとして、圧電素子は製品ばらつきが大
きいため、複数ある機械的共振周波数もばらつくおそれ
があり、そのため、一次共振周波数より高い周波数にウ
ォブリング周波数を選べないため、この帯域が選ばれて
いることが挙げられる。

さて、このように選択されたウォブリング周波数で、
例えば第12図におけるＡ点（トラックセンタに対し左方
向にずれた場合）においてウォブリングすると、バンド
パスフィルタ４の出力としては、磁気ヘッド２のウォブ
リング波形（第13図（ａ）図示）に対して位相の反転し
た信号（第13図（ｂ）図示）が得られ、逆にＣ点の場合
は、第13図（ｄ）図示の同位相の信号が得られる。トラ
ックセンタであるＢ点の場合は、ウォブリング周波数の
２倍の周波数の信号が得られるが、バンドパスフィルタ
４の通過帯域外の周波数となるため信号振幅は減少し、
第13図（ｃ）に示すような信号となる。

次に、磁気ヘッド２の動きを表わしている波形Ｗ（第
13図（ａ））と、バンドパスフィルタ４を通過したＡ〜
Ｃの波形とを同期検波回路７にて同期検波すると、各相
対位置ずれ点A,B,Cに対し、それぞれ第14図（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すような波形信号が得られる。この
とき、磁気ヘッド２の動きを表わしている波形Ｗと、発
振器５で発生する正弦波の位相とが、圧電素子１の有す
る機械共振等による位相回りによって一致しているとは
限らないため、この位相ずれ量を移相器６で位相調整し
た後に同期検波回路７に入力される。同期検波回路７は
ウォブリング波形Ｗが正の時にアナログスイッチ20を正
転アンプ18側にたおし、ウォブリング波形Ｗが負の時に
反転アンプ17側にたおすように動作させることによって
実現される。

最後に同期検波回路７の出力信号をローパスフィルタ
８によって平滑化することにより、記録トラックに対す
る磁気ヘッド２の相対位置ずれ量に対応した信号（以下
「トラッキングエラー信号」という）が得られ、この信
号を相対位置ずれ量が収束する方向に磁気ヘッド２を動
かす圧電素子１にフィードバックすることにより、トラ
ッキング制御系が構成される。

なお、圧電素子１を駆動するための駆動回路３には結
果的に圧電素子１を微小振動させるためのウォブリング
信号と、相対位置ずれ量に対応したフィードバック信号
とが加算されて入力される。

一般に可動ヘッドアクチュエータを搭載したビデオテ
ープレコーダは、通常再生時のトラック曲がりに追従さ
せるダイナミックトラッキングだけに使用されるだけで
なく、特殊再生時（高速再生、スロー再生、スチル等）
にも使用されることが多い。ここでビデオテープレコー
ダの記録方式としてアジマスロスを使用したガードバン
ドレス記録方式を利用したビデオテープレコーダを想定
すると、トラックピッチをαとした場合、特殊再生時に
アクチュエータが駆動すべき移動量ｘは、ｎ倍速の場合
には次式のように与えられる。

ｘ＝（ｎ−１）×α いま、この一例として民生用1/2インチビデオテープ
レコーダの一方式であるVHS方式について考えてみる。V
HS方式の２時間モードにおけるトラックピッチαが58μ
ｍであり、正逆５倍速再生の場合を想定すると、アクチ
ュエータが駆動すべきヘッド移動量は、正方形５倍速時……58×（５−１）＝232μｍ逆方形５倍速時……58×（−５−１）＝−348μｍとなり、少なくともアクチュエータはＰ−Ｐ（ピーク・
ツゥ・ピーク）700μｍ程度の駆動範囲が必要なことが
わかる。

アクチュエータを従来のように圧電素子であるバイモ
ルフに想定した場合を考えてみると、バイモルフは圧電
素子の中でも駆動電圧の割に振幅量の大きくとれる素子
として知られている。そしてバイモルフの変位量ξは次
式で与えられる。

ξ＝d31×Ｖ×（l²／t²）×SK×ｋただし、 ξ：変位 V:印加電圧 d31:圧電定数 l:有効長 t:圧電体一枚当たりの厚み SK:電極係数（0.94〜0.95） k:ロスファクタ（0.9）である。ここで、圧電定数d31は印加電圧の関数であ
り、Ｖ→大のときd31→大となる関係になっている。ま
た、SK,kはバイモルフの電極形状で決まる定数である。

さて、バイモルフの変位量ξは、このようにさまざま
な要因によって決まるものであるが、一般にビデオテー
プレコーダ用のアクチュエータとして使用される場合
は、大振幅でかつ機械的共振ゲインが低くとれるよう
に、圧電定数d31が大きいものが選ばれる。しかしなが
ら、変位ξに主に影響するのは二乗の項であるバイモル
フの有効長ｌであり、ｌを長くすればそれだけ変位量ξ
は大きくとれるということになる。

VHS方式への適用を考えると、アクチュエータを搭載
するドラム径が決まってしまうため、バイモルフの有効
長ｌも制限される。例えば第16図に示すようにバイモル
フの形を設定した場合、一般に700μｍの可動範囲はと
れないことは周知の事実である。そこで限られたドラム
径内でバイモルフの有効長を長くする様々な工夫がなさ
れることになる。例えば特開昭55−22285号公報で示さ
れた第17図のリング状バイモルフや、特公昭63−41130
号公報で示された第18図の例等がある。しかし、このよ
うにして有効長を長くして変位量ξをかせいだとして
も、次のような問題がある。

第19図はバイモルフの有効長と磁気ヘッドの傾きとの
関係を示す説明図である。変位量ξと有効長ｌとヘッド
傾きθとの関係は、Ｒをバイモルフの曲率とすると、次
式で与えられる。

第20図に、VHS方式逆方向５倍速再生時の必要移動量
ξ＝348μｍの場合におけるバイモルフの有効長とヘッ
ド傾きの関係を示す。ヘッド傾きは画質劣化につながる
ため、傾き角の限度は一般に１度未満とされている。こ
の場合、ヘッド傾きが１度未満となるには、有効長が40
mm以上なくてならないことになる。VHS方式の場合はド
ラム径が62φであり、バイモルフの形状をリング状にし
たりする様々な方法によって有効長を40mm以上にとるこ
とは可能であるが、ドラムサイズによって有効長は無制
限に長くはとれないので、ヘッド傾きは１度近くなり、
画質の劣化はまぬがれない。

また、バイモルフは駆動するのに大電圧（100〜数100
V）が必要であり、またヒステリシスが生じること、機
械的強度の十分でなく磁気ヘッドを大振幅で変化させよ
うとすると破壊する危険があること、経時劣化があるこ
と、また価格が高い等の問題があり、民生用ビデオテー
プレコーダで実用化するにはまだまだ問題が多い。

次に、ボイスコイル型電磁駆動アクチュエータを磁気
ヘッド可動アクチュエータとして想定した場合を考えて
みる。ボイスコイル型電磁駆動アクチュエータとして、
第21図のような構成のものが一例として挙げられる。第
22図にこの構成のアクチュエータの周波数応答特性を示
す。第21図において、１はアクチュエータ、２は磁気ヘ
ッド、21aおよび21bは永久磁石、22aおよび22bは円盤状
ヨーク、23は円筒状ヨーク、24はセンタポール、25aお
よび25bはジンバルばね、26はボビン、27はコイル、28
はムービングコイル、29はヘッド支持部材である。

このような電磁駆動型アクチュエータを使用すれば、
駆動電圧は数ボルトですみ、ヒステリシスもなく、ヘッ
ド傾きもなく、信頼性も高く、経時劣化もなく、安価な
システムを構築できるので、民生用ビデオテープレコー
ダへの実用化に適している。しかしながら、一般に電磁
駆動型アクチュエータは、第22図の周波数応答特性図に
示すように、可動部質量が大きいので、一次の機械共振
周波数が低く、また、駆動時の磁界の影響をさけるた
め、コイルと磁気ヘッドをある部材を介して十分に離し
てやる必要があり、その部材に起因する二次共振周波数
が一次共振周波数と比較的近くにあるため、一次共振周
波数より低い帯域で制御をかける共振外補償によって制
御系を構築せねばならず、結局、制御帯域が広くとれな
いため、比較的高周波数成分のトラック曲がりには追従
不可能であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の磁気再生装置は以上のように構成されているの
で、磁気ヘッドをトラックの幅方向に移動させるアクチ
ュエータの周波数特性によって、トラックに磁気ヘッド
を追従させるダイナミックトラッキング制御の制御帯域
が制限されるため、アクチュエータによっては比較的高
周波数成分をもったトラック曲がりパターンには追従不
可能な場合があり、画質および音質が劣化するという問
題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、
その目的とするところは、通常のダイナミックトラッキ
ング制御系では追従不可能な高周波数成分のトラック曲
がりにも追従可能なダイナミックトラッキング制御系を
もった磁気再生装置を得ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

このような目的を達成するために本発明は、回転ドラ
ムに搭載され、記録媒体上の記録トラックの長手方向に
対して垂直に磁気ヘッドを移動させるアクチュエータ
と、アクチュエータを制御信号に基づいて駆動するドラ
イバと、アクチュエータを一定周波数の正弦波信号で微
小振動させ、再生信号から微小振動信号成分を抽出し、
微小振動信号成分をアクチュエータの位置に相当する信
号で同期検波することにより記録トラックと磁気ヘッド
との相対位置誤差信号を検出する手段と、相対位置誤差
信号をアクチュエータに負帰還して相対位置誤差を補正
するトラッキング制御回路とを具備した磁気再生装置で
あって、相対位置誤差信号を入力して補正する補正手段
と、磁気ヘッドが磁気テープを周期的に走査している周
期の所定周期分前の相対位置誤差信号を今回の周期の相
対位置誤差信号に加えて、アクチュエータを制御するた
めの制御信号を出力する学習制御手段と、学習制御手段
の出力信号を入力しトラッキング制御系を安定化させる
補償部と、補償部の出力信号を入力して処理した信号を
学習制御手段の入力側に負帰還して、相対位置誤差信号
に含まれるむだ時間を補償するむだ時間補償部とを備え
るようにしたものである。

〔作用〕

本発明による磁気再生装置においては、回転ドラムの
１回転周期前の情報を利用する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。

第１図は、本発明による磁気再生の一実施例における
ダイナミックトラッキング制御系を示すブロック系統図
である。同図において第11図と同一部分又は相当部分に
は同一符号が付してある。

第１図において、１は磁気ヘッド２を搭載し、磁気ヘ
ッド２を記録トラックの幅方向に変位させる回転ドラム
101内に取り付けられたボイスコイル型電磁駆動アクチ
ュエータであり、３はアクチュエータ１を駆動するドラ
イブアンプである。

また、102は磁気ヘッド２からの再生信号を増幅器す
るヘッドアンプ、103はテープ媒体特性や磁気ヘッド出
力特性によって変化するヘッドアンプ102からの出力で
ある再生エンベロープ振幅を一定のレベルにするための
オートゲインコントロール回路（以下「AGC回路」とい
う）、104はダイオード等によってAGC回路103からの出
力の正信号だけを取り出す半波整流回路、105は回転ド
ラム101からのFG（Frequency Generator）信号を増幅す
るFGアンプ、106はFGアンプ105からの矩形波信号を正弦
波状になまらかすためのFG周波数のバンドパスフィル
タ、107はリミッタアンプ、108は回転ドラム101からのP
G（Phase Generator）信号を増幅するPGアンプ、109は
トラッキングエラー信号補正部である。回転ドラムに18
0度対向して取り付けられた２つのヘッドをＩヘッド,II
ヘッドとすると、トラッキングエラー信号補正部109
は、ローパスフィルタ８からの相対位置誤差信号として
のトラッキングエラー信号ａを上記PGアンプ108からの
信号とヘッド切替パルスｂとを利用してＩヘッド側のト
ラッキングエラー信号,IIヘッド側のトラッキングエラ
ー信号というように２つのトラッキングエラー信号に分
け、Ｉヘッド,IIヘッド各々のヘッドがテープを走査し
ていない空走期間にはある所定のオフセット量を出力す
るように構成されている。

さらに、110はアクチュエータ１を駆動するためのド
ライブ信号を出力する学習制御部、111はダイナミック
トラッキング制御系が安定になるように低域位相補償を
行なう補償部、112はドライブアンプ３からの制御信号
をアクチュエータ１に供給するためのブラシ、113はバ
ンドパスフィルタ106の出力を増幅してウォブリング駆
動信号をつくるアンプ、114は繰返し型学習制御におい
て、ウォブリングによるむだ時間を補償するためのむだ
時間補償部である。

次に動作について説明する。一般にビデオテープレコ
ーダのトラッキング精度はデッキメカ精度に依存してお
り、トラッキング精度を上げるにはメカ的要因で限界が
あった。ところが時代の動向は高画質化、多機能化、長
時間記録化の方向にすすんでおり、これらを実現するに
は高密度記録化技術が必要となってきた。高密度記録に
は最短記録波長を短くする方法と、トラックピッチを短
くする方法の２つが挙げられる。

前者は記録媒体である磁性体の特性およびテープとヘ
ッドの間隔に依存し、現在の技術では飛躍的な記録波長
の短波長化が困難であるといわれている。一方、後者は
主にテープ走行系であるメカ的要因に依存し、10μｍ程
度が狭トラックの限界といわれているが、ヘッドをアク
チュエータによってトラック幅方向に移動させて、常に
トラッキング状態を保つようにダイナミックトラッキン
グ制御をかけることによって、さらなる狭トラック化が
可能である。

ダイナミックトラッキング制御には、前述したように
制御用のコントロール信号をあらかじめ多重記録して、
隣接トラックからのクロストーク量からトラッキングエ
ラー信号を得る方式と、従来例で示したようなウォブリ
ング動作によってトラッキングエラー信号を得る方式と
が知られている。本発明はトラッキングエラー信号が得
られさえすれば、どういった方式においても適用可能で
あるが、ここでは、民生ビデオテープレコーダへの適用
を考えて、記録フォーマットに制御用信号を必要としな
いウォブリング法によるダイナミックトラッキング制御
系に適用した場合を示す。

本実施例におけるウォブリング法によるダイナミック
トラッキング制御系の原理や概略は従来例とほぼ同等で
あるので、同一部分においては説明を省略し、従来例と
特に異なっている点について詳しく説明を行なう。

ビデオテープレコーダのトラック曲がりは、前述のと
おり、主にテープ走行系等による機械的要因によって生
じ、トラック毎に強い相関があることが知られている。
ビデオテープレコーダにおいて頻繁に生じ、追従しにく
いと言われるいわゆるＳ字型のトラック曲がりパターン
の場合、ダイナミックトラッキング制御系が追従すべき
追従目標は第10図のようになる。回転ドラム101に対向
して取り付けられた２つのヘッドの一方をＩヘッド、他
方をIIヘッドと呼ぶとすると、図中上部波形がＩヘッド
側のトラックずれ量、下部波形がIIヘッド側のトラック
ずれ量を表わす。このように、I,II各々のヘッドのトラ
ック曲がりパターンは同じパターンのものが周期的に続
くものだということがわかる。ここでこの周期をＴとす
る。このＴは、すなわち回転ドラム101の回転周期とな
ることはいうまでもない。このように目標値が周期的な
繰返し波形である場合、前周期の情報を利用することに
よって、残留偏差を極めて小さくすることが可能な高精
度繰返し学習制御の応用が考えられる。第２図に、学習
制御のブロック線図を示す。この系の動作、機能、特徴
を示すと、以下のようになる。

目標値（目標位置の値）Ｍがステップの場合、残留
偏差をなくすためには、積分動作で目的を全うできる
が、目標値Ｍが時間によって変化する場合、偏差がのこ
ってしまう。

変化する目標値Ｍに対する残留偏差を零にするため
には、目標値Ｍの全周波数成分に対する制御部のゲイン
を無限大にしなければならないが、従来の古典的手法に
よると無限大のゲインを安定に得ることは不可能であ
る。

目標値Ｍが周期的な繰返し波形である場合、その波
形に含まれる各々の周波数はn/T（ｎは整数）となる。
よって、むだ時間要素e^-TSの各周波数に対する伝達関数
は、ω＝２π/Tから、ｅ^−Tjnω＝ｅ^−j2πｎ＝１となるため、第２図のような正帰還ループを付けること
によって、各周波数に対するループ部の伝達関数は、となる。よって、安定な無限大（∞）のゲインを得るこ
とができる。ただし無周期性の外乱に対しては不安定と
なる。

アッテネータおよびフィルタによって無周期性の外
乱に対しても安定性を確保することによって、ある周期
後での偏差を極めて小さくすることが可能な制御系が構
成できる。

なお、目標値Ｍは同一パターンでかつ繰返し周期Ｔ
の波形でなければならない。

なお、第２図のＨはヘッド位置の値である。

以上に示した学習制御をビデオテープレコーダのダイ
ナミックトラッキングに適用した例、すなわち本発明を
適用した具体的構成および動作について以下に説明す
る。

で示したように、目標値Ｍすなわちここではトラッ
キングエラー信号は同一パターンでなければならない。
本発明ではトラッキングエラー信号の検出にウォブリン
グ法を用いているので、真のトラッキングエラーパター
ンは、第５図の実線S1で示すように点線S2のトラッキン
グエラー信号にウォブリング周波数の微小振幅の波形が
重畳された波形になる。よって、この重畳されたウォブ
リングによる波形の位相を繰返し周期Ｔごとに一致させ
る必要がある。そこで本実施例では、繰返し周期Ｔがド
ラム回転周波数であることに着目して、ウォブリング信
号を、従来例のように発振器からではなく、ドラムFGか
らつくっている。具体的にはドラムFG信号をFGアンプ10
5で増幅し、ドラムFG周波数のBPF106によって正弦波状
に波形成形することによってウォブリング信号を生成し
ている。こうすることによって常に各周期毎のトラッキ
ングエラー信号のウォブリングによって重畳された微小
振幅波形の位相を一致させ、の条件を満たすようにし
ている。

また、ウォブリング法は原理的にウォブリング周波数
をサンプリング周期とした零次ホールドによってトラッ
キングエラーを検出しているため、ウォブリング周期の
半周期Ｔ′（第５図参照）のむだ時間を含んでいる。こ
ういったむだ時間を含む系に対する学習制御は一般に不
安定になりやすく、何らかのむだ時間補償を考えなくて
はならない。そこで、本実施例では、学習制御ループの
外側に新たに文献「計測自動制御学会論文集25巻,1号,2
8/33,1989年」で理論検討されているスミス予測器によ
る負帰還ループを構成し、第３図のような系をつくっ
て、上記むだ時間を補償している。第３図で114がスミ
ス予測器である。系を以上のように構成すると、制御系
の応答は制御対象のむだ時間Ｔ′だけ遅れるものの、安
定性についてはあたかもむだ時間が無いもののようにし
て取り扱えることが知られている。

次に、磁気ヘッドが追従すべき目標値、すなわちトラ
ッキングエラー信号について考える。トラッキングエラ
ー信号は第９図のようになる。図中I,II両ヘッド間にヘ
ッド段差がない場合は上の信号S3のように、またヘッド
段差がある場合は下の信号S4のようになる。このように
トラック曲がりパターンがＳ字型でかつ振幅が大きい場
合、Ｉヘッド,IIヘッドを共通の制御回路で同時に駆動
するシステムを構成すると、図中○で囲まれたヘッド切
替えが行なわれる時点で目標値が急激に変化するため、
ドラム入口側すなわちヘッド突入時の引き込みに失敗し
て、もしくは完全に追従しきれずに再生情報が欠落する
おそれがある。そこで本実施例では制御系をI,II各ヘッ
ド毎に独立してもつことにした。なお、第23図に示すよ
うに、I,IIヘッドをドラムの一方によせて、２つのヘッ
ドを同一のアクチュエータ１によって駆動するフォーマ
ットのビデオテープレコーダについては上記制御系は１
つで済むことはいうまでもない。

上述したようにトラッキングエラー信号をI,IIヘッド
各々に分ける操作はトラッキングエラー信号補正部109
（第１図参照）にて行なっている。第７図に、トラッキ
ングエラー信号補正部のブロック系統図、第８図にその
動作を説明するためのタイムチャートを示す。以下、ト
ラッキングエラー信号補正部109の動作を第７図および
第８図について説明する。

回転ドラム101のドラムPG信号（第８図（ａ））は単
安定マルチバイブレータ（以下「モノマルチ」という）
MM1およびMM2に入力される。モノマルチMM1およびMM2の
出力信号（第８図（ｂ），（ｃ））a1,b1はそれぞれ立
ち下がりがトラッキングエラー信号e1（第８図（ｆ））
のＡヘッドおよびＢヘッドのヘッド切替タイミングに一
致するように調整されている。モノマルチMM1,MM2から
の出力信号a1,b1はそれぞれエッジ検出器EG1およびエッ
ジ検出器EG2に入力され、信号c1,d1（第８図（ｄ），
（ｅ））のように信号（ｂ），（ｃ）の立ち下がりを検
出したパルスをそれぞれ出力する。

トラッキングエラー信号e1はサンプルホールド回路SH
1,SH2およびスイッチSW1,SW2に入力される。サンプルホ
ールド回路SH1では、トラッキングエラー信号e1のＩヘ
ッドのドラム入口部すなわちＩヘッド突入時のトラッキ
ングエラー信号をエッジ検出器EG1の出力信号c1のタイ
ミングでサンプルホールドする。同様にサンプルホール
ド回路SH2では、トラッキングエラー信号e1のIIヘッド
のドラム入口部すなわちIIヘッド突入時のトラッキング
エラー信号をエッジ検出器EG2の出力信号d1のタイミン
グでサンプルホールドする。スイッチSW1ではヘッド切
替パルスｂ（第８図（ｉ））によって、サンプルホール
ド回路SH1の出力信号f1（第８図（ｇ））とトラッキン
グエラー信号e1とを切り替える。スイッチSW1の出力信
号ae（第８図（ｊ））が補正されたＩヘッド（Ａヘッ
ド）のトラッキングエラー信号となる。同様にスイッチ
SW2ではヘッド切替パルスｂによってサンプルホールド
回路SH2の出力信号g1（第８図（ｈ））とトラッキング
エラー信号e1とを切り替える。スイッチSW2の出力信号b
e（第８図（ｋ））が補正されたIIヘッド（Ｂヘッド）
のトラッキングエラー信号となる。

以上のような構成によって、I,II両ヘッドの混在した
トラッキングエラー信号を各々のヘッドについてのトラ
ッキングエラー信号にヘッド段差Δｘを考慮して分ける
ことができる。また、こうすることによって、各ヘッド
ともヘッド突入時に必ずオントラックされることにな
り、良好な制御系を実現している。なお、この実施例で
は以上のような構成によって各ヘッドのトラッキングエ
ラー信号に分解しているが、その他の方法，手段によっ
て実現してもかまわない。また、本実施例ではドラムに
２つのヘッドが対向して取り付けられているフォーマッ
トのビデオテープレコーダの場合を示しているが、前述
のように第23図に示す構成である場合、このトラッキン
グエラー信号補正部109は必要なくなる。

次に、学習制御部110の構成について詳しく述べる。
前述のとおり学習制御部110は第２図および第３図のよ
うな構成になっている。第２図から分かるように、学習
制御部110は、学習ループゲインを決めるアッテネータ
（K₀）41と、追従すべき目標値Ｍの繰返し周期すなわち
本実施例ではドラム１回転周期Ｔを記憶するメモリ42
と、学習ループの帯域を制限するフィルタ（ｑ（ｓ））
43とから成り、これら３つの要素で正帰還ループを構成
している。なお、第２図，第３図で、40は一般の制御系
の伝達関数、46はむだ時間を含む制御器である。前述の
とおり、一般に、通常の制御系にこのような繰返し学習
制御部を挿入すると、外乱に対して系は不安定になるた
め安定性の検討が必要となる。本実施例では、アッテネ
ータ41とフィルタ43を第４図で示す安定判別によって設
定し、系の安定性を確保している。すなわち、第４図
で、複素平面上の（−1,0）を中心とする半径K₀|q
（ｓ）｜の内側の領域S10と学習制御部110を挿入する前
のダイナミックトラッキング制御系のベクトル軌跡S11,
S12とが各周波数（各角速度）にわたって重ならないよ
うにK₀およびｑ（ｓ）を設定することによって、学習制
御部110を挿入しても安定な系になるようにしている。
通常アッテネータ41のK₀はK₀≦１であり、フィルタ43は
一次のローパスフィルタで構成されている。なお、円S1
3は|q（ｓ）｜＝1,K₀＝１における不安定領域を示す。
またPMは移相余裕である。

以上、本実施例の特徴的なところを特に詳しく述べた
が、全体のダイナミックトラッキングの原理については
従来例と同様であるので、その説明を省略する。

第６図に本実施例における応答特性図を示す。本発明
を適用する前の応答は、第６図の期間Taで示すように、
応答周波数が低いためかなりの残留偏差が生じている。
本発明を適用した場合は、期間Tb,Tcに示すように、学
習回数（繰返し回数）を重ねるにつれ、残留偏差の圧縮
が可能となり、急激で振幅の大きいトラック曲がりにつ
いてもほぼ追従できるように改善されている。

また、ここでは、Ｉヘッド側の制御系についてのみ述
べたが、IIヘッド側も同一の構成によって制御すること
はいうまでもない。

なお、上記実施例においては、トラッキングエラー検
出にウォブリング法を用いたが、トラッキングエラーを
検出可能であれば、その他のいかなる方式においても同
様の効果がある。また、上記実施例においてはアクチュ
エータに前述したように特殊再生等に有利な電磁駆動型
のものを用いたが、バイモルフタイプ，積層圧電素子を
用いた方式等、他のタイプのアクチュエータにも同様の
効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、通常のビデオテープレ
コーダのダイナミックトラッキング制御系を学習制御を
応用した系にしたことにより、アクチュエータを変更す
ることなく、より広帯域高精度な制御系が安価に得られ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気再生装置の一実施例を示すブ
ロック系統図、第２図は学習制御部を説明するためのブ
ロック線図、第３図は本発明の一実施例における制御系
を示すブロック線図、第４図は本発明の一実施例におけ
る制御系の安定性を検討するためのグラフ、第５図は真
のトラッキングエラー信号とウォブリングによって検知
されたトラッキングエラー信号との比較を示すグラフ、
第６図は本発明の一実施例における制御系の応答特性を
示す特性図、第７図は本発明の一実施例におけるトラッ
キングエラー信号補正部の構成を示すブロック系統図、
第８図は第７図の各構成の動作を示すタイムチャート、
第９図，第10図は一般的な磁気再生装置におけるトラッ
キングエラー信号を示すグラフ、第11図は従来の磁気再
生装置のダイナミックトラッキング制御系のブロック系
統図、第12図はトラックずれに対する磁気ヘッドからの
再生エンベロープ振幅を示すグラフ、第13図はウォブリ
ング駆動信号と第12図の各トラックずれ位置における再
生エンベロープ信号から抽出したウォブリング信号の位
相と振幅の関係とを示す波形図、第14図は第12図の各ト
ラックずれ位置における同期位相検波出力波形図、第15
図は従来例におけるバイモルフの一般的周波数特性を示
す特性図、第16図，第17図および第18図はそれぞれ従来
のバイモルフのドラム配置を示す配置図、第19図はバイ
モルフの変位量および有効長とヘッド傾きの関係を示す
説明図、第20図はバイモルフの有効長とヘッド傾きの関
係を示すグラフ、第21図は磁気駆動ボイスコイル型アク
チュエータの一例を示す断面図、第22図は第21図に示し
たアクチュエータの周波数特性図、第23図は本発明の一
実施例における回転ドラムと磁気ヘッドの配置の例を示
す配置図である。１……アクチュエータ、２……磁気ヘッド、３……ドラ
イブアンプ、4,106……バンドパスフィルタ、６……移
相器、７……同期検波回路、８……ローパスフィルタ、
９……加算器、101……回転ドラム、102……ヘッドアン
プ、103……AGC回路、104……半波整流回路、105……FG
アンプ、107……リミッタアンプ、108……PGアンプ、10
9……トラッキングエラー信号補正部、110……学習制御
部、111……補償部、112……ブラシ、113……アンプ、1
14……むだ時間補償部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転ドラムに搭載され、記録媒体上の記録
トラックの長手方向に対して垂直に磁気ヘッドを移動さ
せるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御信号
に基づいて駆動するドライバと、前記アクチュエータを
一定周波数の正弦波信号で微小振動させ、前記再生信号
から微小振動信号成分を抽出し、前記微小振動信号成分
を前記アクチュエータの位置に相当する信号で同期検波
することにより前記記録トラックと磁気ヘッドとの相対
位置誤差信号を検出する手段と、前記相対位置誤差信号
を前記アクチュエータに負帰還して相対位置誤差を補正
するトラッキング制御回路とを具備した磁気再生装置で
あって、前記相対位置誤差信号を入力して補正する補正手段と、前記磁気ヘッドが磁気テープを周期的に走査している周
期の所定周期分前の相対位置誤差信号を今回の周期の相
対位置誤差信号に加えて、前記アクチュエータを制御す
るための制御信号を出力する学習制御手段と、前記学習制御手段の出力信号を入力しトラッキング制御
系を安定化させる補償部と、前記補償部の出力信号を入力して処理した信号を前記学
習制御手段の入力側に負帰還して、前記相対位置誤差信
号に含まれるむだ時間を補償するむだ時間補償部とを備
えたことを特徴とする磁気再生装置。