JPH09106003A - 写真フィルム用磁気信号読取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械精度上ばらつきの多い記録用磁気ヘッド
で記録されたデータを安定して読取ることにより、装置
間での互換性マージンが広い写真フィルム用磁気信号読
取装置を提供することにある。 【構成】 写真用フィルムに設けられた磁性面に接触し
て、磁気記録信号を読取る磁気ヘッド１と、当該磁気ヘ
ッド１からの読取り信号波形を適当な振幅まで増幅する
増幅回路２，３と、該増幅回路３からのデジタル信号復
調のために必要とする周波数帯域以外のノイズを切り捨
てる帯域フィルタ４と、当該帯域フィルタ４を通過した
再生信号のピークの時間位置のピーク検出回路５，６及
びピーク位置を弁別してデジタルの“１”“０”信号に
復調する復調回路７〜９とを備えた写真フィルム用磁気
信号読取装置において、帯域フィルタ４の高域遮断周波
数を読取った記録信号の最高周波数の１．５倍未満とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、実質的に透明な磁気層
に情報が磁気記録された写真フィルムから、記録信号を
読取る磁気ヘッドを備えて、その読取り波形を増幅・処
理してデジタル信号を再生して利用する各種の写真処理
装置や、画像入力装置等におけるデータ入力などの、写
真フィルム用磁気信号読取装置に関するものである。よ
り詳しくは、写真フィルムから読取った信号波形をデジ
タル信号として再生する際に、不要周波数帯域外のノイ
ズを抑制して読取りデータの信頼度を向上する帯域フィ
ルタの特性に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】撮影条件や焼き付け条件等の情報交換を
容易に行う写真システムとして、実質的に透明な磁気記
録層（以下、写真フィルム磁性層という。）を写真フィ
ルムの裏面全面に設け、撮影条件や焼き付け条件等の情
報を写真フィルム磁気層にデジタル記録し、斯かる写真
フィルム磁気層から撮影情報をデジタル信号に再生して
読み取り可能にしたシステムが提案されている（国際出
願ＷＯ−９０／０４２０５，ＷＯ−９０／０４２１４，
米国特許ＵＳＰ−４９６５６２７，ＵＳＰ−４９７５７
３２参照）。斯かるシステムによれば、写真フィルム磁
性層から撮影条件を引伸ばし焼付けプリンタでデジタル
信号に再生して読取ることにより、色調が良く失敗のな
い印画を得ることができ、又、焼付けプリンタで写真フ
ィルム磁性層に焼付け条件等をデジタル記録することに
より、再度焼付ける際に再現性の良い印画を得ることが
でき、撮影フィルム画像をコンピューターに取込む際に
撮影日付や撮影条件等のデータを自動的に入力すること
ができる。

【０００３】図５は写真フィルム磁性層における磁気記
録再生方式の概念を示すタイムチャートである。

【０００４】図５（ａ）は写真フィルム磁性層にデジタ
ル信号を記録するために記録用磁気ヘッドを流れる記録
電流を示したものである。写真フィルム磁性層における
磁気記録方式は、クロック信号とデータを磁化磁性及び
パルスの長さ即ち時間で表すものであり、写真フィルム
の磁性層に所定間隔でＮ極で磁化したクロックと、斯か
るクロック間にデータをＳ極として磁化することにより
磁気記録するものである。例えばクロック間に記録され
たデータが先行するクロックに近ければ、データ“１”
を表しており、クロック間に記録されたデータが後続す
るクロックに近ければ、データ“０”を表している。

【０００５】図５（ｂ）は図５（ａ）の記録電流により
磁化された写真フィルム磁性層における磁化状態を表し
たものである。

【０００６】図５（ｃ）は読取用磁気ヘッドにおける再
生信号を示したものであり、図５（ｄ）は読取用磁気ヘ
ッドからの再生信号を再微分した波形を示したものであ
る。

【０００７】図５（ｅ）はピーク検出回路とこれに続く
整形回路から出力された再生波形を示したものである。
この再生波形の立ち上がりを再び微分してパルスとして
取り出せばクロックパルスが再生され、立ち下がりを微
分して取り出せばデータパルスであり、これがクロック
パルスとの位置関係によって記録されたデータが“１”
か“０”かが判別できる。即ち、連続する２つのクロッ
クの間隔の半分に区切り、何れかのウインド内にデータ
の読取り波形のピークの時間位置が検出されるかによっ
てデータ“１”、“０”を復調するものであり、先行す
るウインド内にデータパルスを検出すればデータ“１”
を再生し、後続するウインド内にデータパルスを検出す
れば、データ“０”を復調する。

【０００８】以上が写真フィルム磁性層における磁気記
録再生方式の概念である。

【０００９】写真フィルム磁気層は、実質的に透明とす
るため、分散塗布された磁性体粒子の密度は、オーディ
オ又はビデオ記録用磁気テープ、あるいはフロッピー・
ディスク等のデジタル情報記録磁気媒体と比較して、例
えば１／１００程度といったごく薄いもので、磁性体粒
子によって光が遮られることが少ないものとなってい
る。このことは記録される磁気エネルギーもその分弱く
て、磁気ヘッドの巻線を最大限度多く巻いても読取り信
号の振幅は極めて小さいものとなる。これは必然的に増
幅回路の残留ノイズ、装置内ノイズや外来ノイズとの信
号対雑音比、即ちＳ／Ｎ比を悪化させ、デジタル信号を
復調する際のエラー発生の確率が無視できなくなる。斯
かる磁気記録エネルギーの低下に起因したＳ／Ｎ比の悪
化を少なくするには次の点を考慮する必要がある。写
真フィルムの磁性層は、磁気記録の線密度やトラック密
度はあまり高くせずに余裕をもって記録する。磁気信
号読取装置は、残留ノイズの少ないオペアンプ等の部品
や回路方式を選ぶ。ヘッド巻線へのノイズ誘導を最小
とするよう電気的・磁気的シールドを厳重に行う。高
性能の帯域フィルタや、より高密度のデジタル・データ
記録において通常採用されているＡＧＣ付き増幅回路、
高性能のピーク検出回路等を採用する。

【００１０】上述した図５（ｃ）に示す再生信号には、
時間は場の広い磁化と時間は場の狭い磁化が隣り合った
場合、再生系の周波数特性によっては信号波形のピーク
位置が本来の記録電流の変化点よりも時間幅の広い方に
多少異動することがある。これが波形干渉によるピーク
シフトである。ピークシフトの方向はこのように記録波
形によって決まる。又、図５（ｃ）の再生信号の一部に
前述のノイズが重畳している状況を示しており、ノイズ
の振幅（Ｓ／Ｎ比）、周波数、本来の信号との位相関係
によってピークの位置関係が変動する。これがノイズに
よるピークシフトである。ノイズによるピークシフト方
向は信号とノイズの位相関係によって一定しないランダ
ムなピークシフト、即ちジッターとなる。このとき再生
系の通過周波数帯域が狭くなると読取り信号の波形干渉
が大きくなって前後の波形に依存するピークシフトは大
きくなる。

【００１１】一般に前述した波形干渉によるピークシフ
トを少なくするためにはヘッド及び増幅器の通過帯域は
広いほうがよい。しかし、ノイズ重畳によるピーク位置
のジッタを少なくするためには外部／内部のノイズをで
きるだけ小さくするほか、高周波域のノイズを除去する
帯域フィルタをピーク検出回路の前段に挿入するのが通
常である。

【００１２】斯かる帯域フィルタ或いは高域フィルタの
周波数特性は波形干渉によるピークシフトとランダム性
ノイズによるピークシフトを総合的に少なくすることが
できる通過帯域に最適化して設定する必要がある。

【００１３】磁気ヘッドの抵抗分による熱擾乱ノイズや
信号再生系のオペアンプ半導体ノイズ等のランダム性ノ
イズは、通常、通過周波数帯域が広いと大きくなり、そ
の振幅は通過帯域幅の平方根に比例して大きくなって、
ノイズ重畳によるランダムなピークシフト（ジッター）
は大きくなるので、高域側を遮断して通過帯域を狭くす
ればノイズによるピーク位置のばらつき、即ちジッター
を少なくすることができる。一方、高周波数側の減衰域
を広げ過ぎて通過帯域幅を狭くしすぎると波形干渉によ
るピークシフトが大きくなってしまうからである。

【００１４】フロッピーディスク装置やハードディスク
装置におけるデジタル記録変調方式は、最高周波数と最
低周波数の比が約２であるＦＭ記録方式（２周波記録方
式）やＭＦＭ記録方式を採用しているので、読出し時最
高周波数の１．５倍ないし２．５倍の遮断周波数をもつ
フィルタを使用するのが通常良いとされている。即ち、
基本変調周波数ｆ₁を０．５ｆ、最大変調周波数ｆ₂を１
ｆとすれば、フィルタの遮断周波数は１．５ｆないし
２．５ｆとするのが経験上良いとされてきた。

【００１５】写真フィルム磁性層における磁気記録は、
ＥＰ０３４６７７５ Ａ１（ＵＳＡｐｐｌｉｃａｔｉｏ
ｎ Ｎｏ．２０６６４６）のパルス位置変調方式を採用
するならば、ＦＭ記録方式やＭＦＭ記録方式と同様に最
高周波数と最低周波数の比が約２程度であるので、使用
するフィルタとしては、これまでの常識的な帯域、即ち
最大周波数の１．５倍ないし２．５倍、又は波形再現性
を重視してそれ以上の遮断周波数をもつフィルタが用い
られてきた。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、写真フ
ィルムの磁気信号読取り系における回路の特性、特に帯
域フィルタの特性は、写真フィルム磁性層の諸条件、及
び通常起りうるアジマス角度やヘッドと磁性層間の隙間
（スペーシング）を勘案すれば、フロッピーディスクや
ハードディスクのフィルタにおける常識とは必ずしも一
致しないことがわかった。

【００１７】以下に写真フィルム磁性層の諸条件とスペ
ーシング損失と波形干渉によるピークシフト及びノイズ
重畳によるランダムなピークシフトとの関係を解析す
る。

【００１８】写真フィルムはオーディオ・テープやビデ
オ・テープのベース材料と比較して厚く、小さいカート
リッジあるいはパトローネに収容されて巻癖も大きいの
で、磁気ヘッドと写真フィルムの磁性層の密着走行が悪
くなって定常的あるいは非定常的に読取り信号の振幅が
小さくなる傾向にある。斯かる読み取り信号の振幅が小
さくなる傾向は、比較的に記録密度の低い写真フィルム
の磁気記録に於いても、１μｍも隙間（スペーシング）
ができて読取り信号の振幅は１／２以下になってしまう
こともある。これを隙間損失（スペーシング損失）とい
う。

【００１９】このように写真フィルム用磁気信号再生装
置は、スペーシング損失の変動要因も加わって小さな振
幅の読取り信号しか得られないことにより、磁気ヘッド
の抵抗成分による熱擾乱ノイズや信号再生系のオペアン
プを構成する半導体ノイズが無視できないほどに相対的
に大きくなるので、Ｓ／Ｎ比は十分に確保できなくな
る。従って、磁気ヘッドの抵抗成分による熱擾乱ノイズ
や半導体ノイズによる読取り信号ピーク位置のジッタ
ー、即ちＳ／Ｎ比に起因するランダムなピークシフトの
影響が大きくなる。

【００２０】また、写真フィルム用磁気記録再生は、写
真フィルム磁性層への磁気記録をカメラ等で行い、写真
フィルム磁性層からの磁気読取りを各種の写真処理装置
等の写真フィルム用磁気信号読取装置で行われることを
前提とする。従って、書込み用磁気ヘッドのギャップと
読取り用磁気ヘッドのギャップがフィルム進行方向とな
す角度が一致しないオフセット角度損失、いわゆるアジ
マス角度損失が発生する頻度が増加する。斯かるアジマ
ス角度損失により磁気信号読取装置からの読取り信号の
振幅が減少することにより、Ｓ／Ｎ比を悪化させること
になる。

【００２１】また、写真フィルム磁性層からの読み取り
に際して、アジマス角度損失による波形干渉によるピー
クシフトも発生する。なお、アジマスによる波形干渉は
Ｓ／Ｎ比悪化と別の問題もある。

【００２２】写真フィルム磁性層は、前述のように記録
できる磁気記録エネルギーが弱いため、読取り信号振幅
を確保すべくトラック幅を広目にとるようにしており、
線記録密度が同じならばトラック幅が広いほどアジマス
角度損失が大きくなるので、アジマス角度損失による読
み取り信号の振幅の低下が無視できなくなる。

【００２３】上述したように、写真フィルム用磁気信号
読取装置は、実質的に透明な磁気層から記録データを読
みとる際に、フロッピー・ディスクや磁気テープのデー
タ記録を読みとるほどに安定しないことも多く、特にデ
ータ記録するカメラ等に設けた記録用磁気ヘッドのアジ
マス角度と大きくずれていてアジマス損失が大きかった
り、データ記録時のカメラの使用環境や写真フィルム用
磁気信号読取装置の設置環境によってカートリッジ内の
フィルムのカールがきつい場合があり、フィルム磁性層
と磁気ヘッド・ギャップとの走行時密着度が悪くなって
スペーシング損失が大きい様な場合にエラーを生じやす
いという問題点が十分には解決されていない。

【００２４】本発明の目的は、上記問題点に鑑み、機械
精度上ばらつきの多い記録用磁気ヘッドで記録されたデ
ータを安定して読取ることにより、装置間での互換性マ
ージンが広い写真フィルム用磁気信号読取装置を提供す
ることにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本出願人は、上記課題に
対する検討を行った結果、本発明の目的を達成すべくフ
ィルタ特性の最適化を試みた。写真フィルムの磁気信号
読取り系に於いては、とくに通過帯域フィルタの高域遮
断周波数は従来例と比較して思い切って低く設定する方
が、通常達成できるＳ／Ｎ比レベルにおいてはより低い
エラー・レートを実現でき、更に通常発生するアジマス
角度の誤差やヘッドと磁性層間の隙間（スペーシング）
に対しても広く許容できることがわかった。

【００２６】本発明の目的は、以下の構成によって達成
される。

【００２７】（１） 写真用フィルムに設けられた磁性
面に接触して、磁気記録信号を読取る磁気ヘッドと、当
該磁気ヘッドからの読取り信号波形を適当な振幅まで増
幅する増幅回路と、当該増幅回路からのデジタル信号復
調のために必要とする周波数帯域以外のノイズを切り捨
てる帯域フィルタと、当該帯域フィルタを通過した再生
信号のピークの時間位置の検出回路及びピーク位置を弁
別してデジタルの“１”“０”データに復調する復調回
路とを備えた写真フィルム用磁気信号読取装置であっ
て、前記帯域フィルタの高域遮断周波数は読取った記録
信号の最高周波数の１．５倍未満であることを特徴とす
る写真フィルム用磁気信号読取装置。

【００２８】ここで、読み取った記録信号の最高周波数
とは読み取って得られる記録信号で規定される最高周波
数である。具体的には、フィルタ回路の高域遮断周波数
は、高くとも通常のフロッピーディスク装置やハードデ
ィスク装置などデジタルデータ磁気記録装置での常識的
なフィルタ帯域となっている記録信号の最高周波数の
１．５倍〜２．５倍の範囲よりも低い方が良く、好まし
くは信号の最高周波数の約１．１倍〜１．３倍の間とす
ることにより総合的に最大のウインド・マージンが得ら
れる。

【００２９】（２） 前記帯域フィルタの高域遮断周波
数以上の高域減衰率は、オクターブあたり２４ｄＢ又は
それ以上の急峻な減衰率を示すものとし、遮断周波数以
上で減衰量が極大値を示す種類のフィルタにあっては極
大減衰周波数以上の周波数において減衰量が３０ｄＢ以
下にはならないものであることを特徴とする（１）の写
真フィルム用磁気信号読取装置。

【００３０】ここで、高域遮断周波数とは、高域遮断特
性において中域周波数における通過特性よりも約３ｄＢ
減衰する周波数をいう。高域遮断周波数特性は、オクタ
ーブあたり約２４ｄＢ又はそれ以上減衰する、比較的急
峻な遮断特性のものについて述べている。

【００３１】１２〜１８ｄＢ／オクターブといった緩い
遮断特性をもつフィルタは、読取った信号の最高周波数
の１．１倍よりも更に低い遮断周波数の方が良い場合も
ある。

【００３２】何れのフィルタにおいても、遮断周波数以
上で一旦減衰度が極大となってから、更に高い周波数で
の減衰量が少なくなって、例えば３０ｄＢ以下になるよ
うな特性であってはならない。

【００３３】（３） 前記帯域フィルタの高域遮断周波
数は、一例として読取った記録信号の最高周波数の１．
１倍ないし１．３倍の間であることを特徴とする（１）
又は（２）の写真フィルム用磁気信号読取装置。

【００３４】

【作用】

（１） 写真フィルムにおける磁気記録読取り回路の帯
域フィルタとして、高域遮断周波数を最高信号周波数の
１．５倍未満、望ましくは１．１〜１．３倍と低くする
ことにより、磁気エネルギーが小さくてＳ／Ｎ比が悪く
なりがちな透明磁性層からエラーが少ない安定した磁気
信号を読取ることができる。

【００３５】（２） 写真フィルムにおける磁気記録読
取り回路の帯域フィルタとして、高域遮断周波数を最高
信号周波数の１．５倍未満、望ましくは１．１〜１．３
倍と低くすることにより、磁気書込み装置のヘッドとの
アジマス角度誤差に対するマージンが十分にとれる。

【００３６】（３） 写真フィルムにおける磁気記録読
取り回路の帯域フィルタとして、高域遮断周波数を最高
信号周波数の１．５倍未満、望ましくは１．１〜１．３
倍と低くすることにより、フィルムの磁気層と磁気ヘッ
ドとのスペーシングに対する許容マージンが大きくとれ
る。

【００３７】

【実施例】図１は本実施例の写真フィルム用磁気信号読
取装置を示すブロック図である。

【００３８】本実施例の写真フィルム用磁気信号読取装
置は、例えば焼き付けプリンタに取り付けて写真フィル
ム磁性層から撮影情報をデジタル信号に復調して読み取
るものであり、読取用磁気ヘッド１と前置増幅器２とＡ
ＧＣ増幅器３と帯域フィルタ４とピーク検出回路とデー
タ復調回路から構成してある。以下に各部構成及び機能
に付いて説明する。

【００３９】本実施例における写真フィルム磁性層にお
ける磁気記録方式は、説明の便宜上、クロック信号とデ
ータをパルスの長さ即ち時間で表すパルス位置変調方式
を採用しており、具体的には写真フィルムの磁性層に所
定間隔でＮ極で磁化したクロックと、斯かるクロック間
にデータをＳ極として磁化することにより磁気記録する
ものである。例えば、クロック間に記録されたデータが
先行するクロックに近ければデータ“１”を表してお
り、クロック間に記録されたデータが後続するクロック
に近ければデータ“０”を表している。

【００４０】なお、本実施例ではパルス位置変調方式を
用いて説明するが、斯かる変調方式に限定されず、本発
明はＦＭ記録方式やＭＦＭ記録方式等のデジタル変調記
録方式にも採用できる。

【００４１】読取用磁気ヘッド１は、写真フィルム磁気
層に記録されたデータを読取る磁気ヘッドである。読取
用磁気ヘッド１から得られる信号振幅はフィルム走行速
度にもよるが、通常数十ないし１００μＶｐ−ｐ 程度
である。読取用磁気ヘッド１は、フィルム磁気層やヘッ
ドの特性ばらつきによる出力増加を含む変動や、スペー
シング損失あるいはアジマス損失による出力減少方向の
変動がある。また、読取用磁気ヘッド１から得られる信
号は前述したランダム性のノイズを含んでいる。

【００４２】前置増幅器２は、読取用磁気ヘッド１から
の出力信号を数百ｍＶｐ−ｐ付近まで増幅してＡＧＣ増
幅器３に送出するものであり、ＡＧＣ増幅器３は読取信
号から前述の変動を吸収し、とくに激しいドロップアウ
トが無い限り例えば１Ｖ_P-P程度の安定した信号を得る
ものである。

【００４３】帯域フィルタ４は、ＡＧＣ増幅器３からの
信号からデジタル信号の復調に必要な周波数帯域以外を
切り捨てて、ノイズ重畳によるランダム性のピークシフ
トのばらつき、即ちジッターをなるべく小さくするもの
である。帯域フィルタ４として不要な高周波帯域をなる
べく効果的に遮断するため、通常４極ベッセル型など
の、オクターブ当り２４ｄＢ又はそれ以上といった急峻
な減衰特性をもつフィルタを採用することが望ましい。
但し高域遮断周波数をどんどん低くすると“１”“０”
のデータに読取りパルス波形の干渉による定常的なピー
クシフトが段々大きくなる。よってこの両者の妥協によ
る最適化をはかる必要があり、その最適化に本発明の特
徴がある。

【００４４】なお、帯域フィルタ４の低域については、
読取るべき磁気信号が遅めの方形波成分を含むため、な
るべく低域が伸びている方が良い。従って、低域につい
ては特別な工夫を凝らしていない。

【００４５】本実施例において、帯域フィルタ４の最適
遮断周波数の評価基準は、記録された既知のデジタル信
号の“１”“０”データビットがピーク・シフトによっ
て復調エラーを生ずる確率（何ビット読んで１ビット誤
るか、以降エラー・レートということもある。）を実測
するか、あるいはピーク・シフトの状況、即ち定常ピー
ク・シフト量と非定常ピーク・シフト（ジッター）量の
分布から確率計算して判断するものであり、同じ磁気記
録フィルムを読んでエラー確率が低いほど良いとする。

【００４６】帯域フィルタ４の後にピーク検出回路が図
１に示すように接続されている。

【００４７】本実施例のピーク検出回路は読取波形を微
分器５によって微分した波形が電圧ゼロ（０）のレベル
を越える時間位置を読取信号のピーク位置としてとら
え、これを変換点として整形増幅器６で増幅すると略書
込み信号が復元できる。その復元波形の（＋）から
（−）の立ち下がりが回路７においてクロック位置とし
て復調され、（−）から（＋）の立ち上がりがデータパ
ルスとしてデータウインド・ゲート８，９に送出され
る。

【００４８】データパルスの復調は、理論上“１”信号
のときにあるべきパルス位置の時間範囲に“１”パルス
通過ウインドをクロック及びデータウインド発生器７で
発生し、その時間位置にデータパルスがあれば、“１”
ウインドゲート８から“１”出力を生じ、同様に理論上
“０”信号のときにあるべきパルス位置の時間範囲に
“０”パルス通過ウインドをクロック及びデータウイン
ド発生器７で発生し、その時間位置にデータパルスがあ
れば、“０”ウインドゲート９から“０”データ信号出
力を生じる。“１”パルス通過ウインドは連続する２つ
のクロックの間隔を半分に区切り、この場合前半をデー
タ“１”ウインド・ゲートとし、後半をデータ“０”ウ
インド・ゲートとしている。

【００４９】本実施例の復調回路は、“１”“０”の何
れかを示すデータパルスが波形干渉又はノイズ重畳によ
ってピークシフトしても、“１”“０”夫々のウインド
幅範囲内であれば復調エラーは生じない。復調エラーを
生ずる確立の高まる場合を推測すれば、上述したように
信号振幅低下に伴うＳ／Ｎ比の低下によるピーク位置の
変動（ジッター）と、アジマス・エラー及び帯域フィル
タ４を含む信号通過帯域による波形干渉によるピークシ
フトとが重なって現れる総合的なピーク・シフトによ
り、“１”“０”のウインド範囲を越える場合であると
考えられる。従って、本実施例における復調回路の復調
エラーは、前述のように波形干渉等によるピークシフト
にランダムなノイズ等によるピークシフト（ジッター）
が重なることによって、データパルスのピーク位置がウ
インド範囲を越えて生ずることになるので、復調エラー
はランダムノイズの大きさ等により確率的に発生すると
考えることができる。前述の説明から、復調エラーは、
“０”データあるいは“１”データの夫々何ビットに１
個発生するかという統計的確率で評価できる。これを通
常エラー・レートと言う。ここではその逆数をとってエ
ラー・マージン指数とする。

【００５０】なお、本実施例では信号振幅低下の原因と
して、前述したもののほかにフィルム磁性層の欠陥によ
るドロップアウト（信号欠落）やヘッド・ギャップの目
ずまりによるものも含めて考えている。

【００５１】以上が本実施例の写真フィルム用磁気信号
読取装置の概略構成である。

【００５２】続いて帯域フィルタ４の高域遮断周波数と
エラー確率の関係について述べる。

【００５３】図２は本実施例の写真フィルム用磁気信号
読取装置におけるフィルタ違いによるアジマス誤差とエ
ラー・マージン測定データを示すグラフである。図２
（ａ）はデータ“０”に対する帯域フィルタの周波数特
性とエラー・マージンとの関係を示したグラフであり、
図２（ｂ）はデータ“１”に対する帯域フィルタの周波
数特性とエラー・マージンとの関係を示したグラフであ
る。

【００５４】本実施例では、帯域フィルタ４の最適遮断
周波数の判定基準は、同じ磁気記録フィルムを読んで例
えば“０”データパルスを１０ⁿビット読んで１個のエ
ラーを生じる程度のエラー・レートが低いほど良いとす
るものである。この指数“ｎ”の値が実用上少なくとも
ｎ＝６程度又はそれ以上を確保できることが望ましい。
なお、“１”データパルスに対する帯域フィルタ４の最
適遮断周波数の判定基準も同様とする。

【００５５】図２に示したグラフにおいて、縦軸はエラ
ー・マージン指数を示しており、横軸はアジマス損失角
を示してある。ここで、アジマス角とは書込みヘッド・
ギャップのオフセット角と、読取りヘッド・ギャップの
オフセット角との間の角度の差の絶対値である。

【００５６】ｆ₂は読取信号の最高周波数を示してお
り、“０”“１”データとも、最高読取り磁束反転／秒
数の１／２に相当する最高読取周波数ｆ₂＝１ｆ（ｋＨ
ｚ）であり、最低読取周波数ｆ₁＝約０．５ｆ（ｋＨ
ｚ）である。

【００５７】□は読取信号の最高周波数ｆ₂の２．６倍
の高周波遮断周波数であるベッセル型の帯域フィルタを
用いてエラー・マージンとの関係を示したものであり、
＋は読取信号の最高周波数ｆ₂の２．１倍の高周波遮断
周波数であるベッセル型の帯域フィルタを用いてエラー
・マージンとの関係を示したものであり、◇は読取信号
の最高周波数ｆ₂の１．３倍の高周波遮断周波数である
ベッセル型の帯域フィルタを用いてエラー・マージンと
の関係を示したものである。

【００５８】図２のグラフに示した実験結果によれば、
帯域フィルタ４として約２．６ｆ₂の広い高域遮断周波
数の場合、アジマス角度誤差が大きくなると、エラー発
生確率はどんどん大きくなり、最悪約１．３５°になる
と最悪マージン６以下になる虞れがある。これは書込み
ヘッドと読取りヘッドのオフセット角に夫々０．７°程
度の組立てあるいは取付け角度誤差があった場合の最悪
ケースである。帯域フィルタの高域遮断周波数を約２．
１ｆ、約１．３ｆと低くしてエラー確率をみれば、何れ
のアジマス角度においても高域遮断周波数が低い方が大
きいエラー・マージンが得られることが分かった。

【００５９】図３はフィルタ違いによるパルス位置ずれ
測定データを示すグラフである。

【００６０】図３（ａ）はデータ“０”のウインドマー
ジンに対する波形干渉によるピークシフトをフィルタ帯
域及びアジマス角とパルス位置の変動との関係として示
したグラフであり、図３（ｂ）はデータ“１”のウイン
ドマージンに対する波形干渉によるピークシフトとフィ
ルタ帯域及びアジマス角とパルス位置の変動との関係を
示したグラフである。

【００６１】図３に示したグラフにおいて、縦軸はパル
ス位置の変動（％）を示しており、横軸はアジマス損失
角を示してある。アジマス角は図２と同様に書込みヘッ
ド・ギャップのオフセット角と、読取りヘッド・ギャッ
プのオフセット角との間の角度の差の絶対値である。

【００６２】ｆ₂は読取信号の最高周波数を示してお
り、“０”“１”データとも、最高読取り磁束反転／秒
数の１／２に相当する最高読取周波数ｆ₂＝１ｆ（ｋＨ
ｚ）であり、最低読取周波数ｆ₁＝約０．５ｆ（ｋＨ
ｚ）である。

【００６３】□は読取信号の最高周波数ｆ₂の２．６倍
の高周波遮断周波数であるベッセル型の帯域フィルタを
用いてエラー・マージンとの関係を示したものであり、
＋は読取信号の最高周波数ｆ₂の２．１倍の高周波遮断
周波数であるベッセル型の帯域フィルタを用いてエラー
・マージンとの関係を示したものであり、◇は読取信号
の最高周波数ｆ₂の１．３倍の高周波遮断周波数である
ベッセル型の帯域フィルタを用いてエラー・マージンと
の関係を示したものである。

【００６４】図３に示した実験結果によれば、写真フィ
ルム磁気記録において一般的に生じ得るアジマス角度差
を１．３５度程度として、０度付近で２〜３％のピーク
シフトを生じている。フィルタ帯域を最高信号周波数ｆ
₂の２．６倍から１．３倍に変えても、ピークシフトの
差は１％以下となっている。これは主としてアジマス角
の影響によって生じるピークシフトは最大１３％程度で
あることに比べて僅かなシフト量である。

【００６５】図４はフィルタ違いによるスペーシング・
ロスとエラー・マージン測定データを示すグラフであ
る。

【００６６】斯かるグラフは代表的なアジマス角度にお
けるＳ／Ｎ比を意図的に変化してエラー・マージンがど
う変化するかを示している。

【００６７】図４に示したグラフにおいて、Ｓ／Ｎ比は
帯域フィルタ４を通したあとの読取り信号振幅（Ｖｐ−
ｐ）に対するランダム性のノイズ振幅（Ｖｒｍｓ）の比
として示してある。前述の通り、写真フィルム磁気層の
磁気記録エネルギーが小さいために、読取りヘッドの巻
線をインダクタンスが過大にならない範囲で最大限巻い
ても読取り信号振幅は数十μＶないし１００μＶｐ−ｐ
程度しか得られない。これに対してノイズは、ヘッド巻
線の抵抗分による熱擾乱雑音及び主として前置増幅器１
の半導体雑音により、ローノイズ・オペアンプを選択し
ても入力換算で数μＶｒｍｓ以上のランダム性のノイズ
が発生することになる。帯域フィルタ４を通すと必要な
周波数帯域においてほぼ１μＶｒｍｓ程度のノイズを含
んでいることになる。

【００６８】図４に示したデータを得るためのＳ／Ｎ比
の変化方法としては、読取りヘッド・ギャップをフィル
ム磁気層の反対側から押して密着走行をはかるパッドの
押圧条件を変えて読取り信号振幅を逐次下げることによ
ってＳ／Ｎを下げて試験した。

【００６９】図４に示した実験結果によれば、スペーシ
ング損失等によるＳ／Ｎ劣化を含めて考察すれば、エラ
ー・マージン指数はＳ／Ｎの影響が大きいが、ここでも
同じアジマス・同じＳ／Ｎにおいては帯域フィルタの高
域遮断周波数がこの場合約１．１ｆと低い方がエラー・
マージンが高いことが分かった。このＳ／Ｎ比は帯域フ
ィルタ４を通過した後であるから、同じフィルタ前ノイ
ズでは遮断周波数の低いフィルタの場合の方が測定ノイ
ズは小さくＳ／Ｎが良くなるため、高域遮断周波数との
差が大きな遮断周波数の低いフィルタの方が良いことが
分かる。

【００７０】遮断周波数の低いフィルタの方が良い第一
の理由は、写真フィルム磁気記録の場合、波形干渉によ
るピークシフトよりも、Ｓ／Ｎ比がとれないため、ラン
ダムなピークシフト（ジッター）の方がエラー発生への
寄与度が大きいので、これがフィルタ高域遮断周波数を
狭くすると効果的に抑制されるために、総合的には良い
結果となるものである。

【００７１】また、遮断周波数の低いフィルタの方が良
い第二の理由として、ＦＭやＭＦＭ記録方式ではクロッ
ク信号は位相ロック・ループ（ＰＬＬ）回路によって信
号ピーク位置を平均化してジッターの影響を取り除くの
に対し、写真フィルムにおける磁気記録変調方式として
パルス位置変調方式を用いた場合は、各データパルス間
に必ず存在させるクロック・パルスは通常、平均化しな
いで用いるためにノイズの影響がより大きくなるためも
ある。

【００７２】即ち、クロック・パルスとデータ・パルス
の間の時間によって“０”“１”をきめるパルス位置変
調方式では、クロック・パルスのジッターも、データ・
パルスのジッターに加算されるため、影響がより大きく
なることによる。また、写真フィルムにおいては搬送速
度の変動も大きい場合があり、パルス位置変調方式のク
ロック・パルス位置を平均化することも通常困難であ
る。

【００７３】また、遮断周波数付近の減衰特性がシャー
プでも、減衰極があって、それ以上の周波数で再び減衰
量が悪くなるようなフィルタ、例えば連立チェビシェフ
特性のフィルタでは、減衰極以上の周波数での減衰量が
あまり良くなければ、その部分でノイズが通過して読取
り信号のピーク位置のジッターを増やす要因となる。よ
って、この種のフィルタでは、減衰極以上の周波数での
減衰量があまり悪くならないもの、例えば最悪でも減衰
量３０ｄＢ以下にならないことが必要である。

【００７４】高域減衰特性がオクターブあたり１２ｄＢ
〜１８ｄＢといった緩いものでは、残留する高域ノイズ
の悪影響を軽減するために、更に遮断周波数が低い方が
総合的にエラー発生確率が小さくなる場合もある。

【００７５】

【発明の効果】本発明は、上記構成を備えることによ
り、機械精度上ばらつきの多い記録用磁気ヘッドで記録
されたデータを安定して読取ることにより、装置間での
互換性マージンが広い写真フィルム用磁気信号読取装置
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の写真フィルム用磁気信号読取装置を
示すブロック図である。

【図２】フィルタ違いによるアジマス誤差とエラー・マ
ージン測定データを示すグラフである。

【図３】フィルタ違いによるパルス位置ずれ測定データ
を示すグラフである。

【図４】フィルタ違いによるスペーシング・ロスとエラ
ー・マージン測定データを示すグラフである。

【図５】写真フィルム磁性層における磁気記録再生方式
の概念を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 読取用磁気ヘッド ２ 前置増幅器 ３ ＡＧＣ増幅器 ４ 帯域フィルタ ５ 微分器 ６ 整形増幅器 ７ クロック及びデータウインド発生器 ８ データ“１”ウインド・ゲート ９ データ“０”ウインド・ゲート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 写真用フィルムに設けられた磁性面に接
   触して、磁気記録信号を読取る磁気ヘッドと、当該磁気
   ヘッドからの読取り信号波形を適当な振幅まで増幅する
   増幅回路と、当該増幅回路からのデジタル信号復調のた
   めに必要とする周波数帯域以外のノイズを切り捨てる帯
   域フィルタと、当該帯域フィルタを通過した再生信号の
   ピークの時間位置の検出回路及びピーク位置を弁別して
   デジタルの“１”“０”データに復調する復調回路とを
   備えた写真フィルム用磁気信号読取装置において、前記
   帯域フィルタの高域遮断周波数は読取った記録信号の最
   高周波数の１．５倍未満であることを特徴とする写真フ
   ィルム用磁気信号読取装置。
2. 【請求項２】 前記帯域フィルタの高域遮断周波数以上
   の高域減衰率は、オクターブあたり約２４ｄＢ又はそれ
   以上の減衰率に漸近するものとし、遮断周波数以上で減
   衰量が極大値を示す種類のフィルタにあっては極大減衰
   周波数以上の周波数において減衰量が３０ｄＢ以下には
   ならないものであることを特徴とする請求項１記載の写
   真フィルム用磁気信号読取装置。
3. 【請求項３】 前記帯域フィルタの高域遮断周波数は、
   読取った記録信号の最高周波数の約１．１倍ないし１．
   ３倍であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載
   の写真フィルム用磁気信号読取装置。