JPS601795B2 - 低搬送波ｆｍ信号光記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、低搬送波でＮＴＳＣ複合カラー信号を直接Ｆ
Ｍ変調し光記録再生する場合において、ビートを軽減す
るとともにＳ／Ｎを改善して、良好な再生画像が得られ
る低搬送波ＦＭ信号光記録装簿を提供することを目的と
する。

低搬送波ＦＭ記録に関しては、以前から様々に検討がな
されており、例えば文献「線順次方式を利用したカラー
テレビ信号の磁気緑画一（稲溝稔：ＮＨＫ技術研究：昭
和３８王５月）にもそのひとつが詳しく述べられている
。

前記文献においては第１図および第２図に示す様な構成
のＦＭ変復調回路が提案されている。まず第１図の変調
回路の動作の概要を述べる。

複合カラー信号を増中器１で増中後、クランブ回路３で
クランプする。クランプするときのクランプパルスは同
期分離回路２から得た同期信号を用いる。したがって、
複合カラー信号の同鰯尖頭部でクランプされることにな
る。クラソプされた力ラー復合信号を広帯域ＦＭ変調器
４で変調する。このとき、搬送波は８９ＭＨ２に選ばれ
ている。これは、搬送周波数が高い程広帯域の変調が行
ないやすいこととべ‐スバンドの複合信号がＦＭされ夕
た信号に直接洩れこむことを防ぐためである。従ってこ
れは必ずしも８８Ｍ日２に限られたことはない。次に振
中制限器５によって、ＡＭ成分を除去しさらに折返しス
ベクトラム成分を除去するためのトラッブ回路６を通過
させる。このＦＭ信号を低搬送波ＦＭ信号にするため８
■ＭＨＺの局部発振器７の出力を周波数変換回路８に導
びく。これによって、虫ＭＨ２程度の低搬送波ＦＭ信号
に変換され、出力増中器９によって増中されて、磁気へ
ッド‘こ導かれる。この様にして、テープに記録された
信号は再生モードのとき、磁気ヘッドから読み出され、
第２図のＦＭ入力端子に導かれる。第２図は復調回路で
入力ＦＭ信号は低搬送波増中器１０で正負両極性の２信
号に分離され平衡型周波数変換器１１に導かれ、６皿Ｍ
日２の局部発振器１２からの出力によって、６９Ｍ日２
帯に変換される。この場合も変換周波数は必ずしも６９
ＭＨ２に限られたものではない。ここで平衡型周波数変
換器１１を用いるのは局部発振出力、影像周波数信号、
被変換信号の逓倍波が６９ＭＨ２帯の信号に混入するこ
とを防ぐためである。つぎにトラツプ回路１３で局部発
振出力の漏えい分と局部発振周波数より低い影像周波数
成分がとり除かれる。６９ＭＨ２帯ＦＭ信号は振中制限
回路１４を経てＦＭ復調器１５で映像信号に復調される
。

以上述べた様に変復調とも周波数変換型にすることによ
り次の様な利点がある。

（ｉ）変調器におけるベースバンド複合信号の搬送周波
数側への洩れこみがないこと。

（ｉｉ）復調器における搬送波成分の復調信号側への洩
れこみかないこと。

（ｉｉｉ）高い搬送波を用いることによって、広帯域の
ＦＭ変復調が行なえ、反転現象が起こりにくいこと。

Ｇの折返し成分についてもトラップ回路によって十分減
衰させることができること。

Ｍ振中制限が高搬送波部分で行なわれるため、平衡度が
悪くてもその高調波が伝送帯域内へ落ちてくることがな
く、振中制限器の設計が容易である。

以上の様な利点によって、低搬送波ＦＭ記録によっても
、かなりビート成分を抑えることができる。

しかし、変調器の出力部分の低搬送波部から、磁気ヘッ
ド・テープ系、および復調器の入力低搬送波部へ至るま
での低搬送波ＦＭ信号そのものが通る経路において非直
線部分があれば後述する様な２次歪によるビートが生じ
るが、磁気ヘッド・テープ系の非直線性はほとんど問題
とならず回路系での非直線性をなくすれば良いことが前
記文献には記載されている。上記従釆例では低搬送波Ｆ
Ｍ信号が通過するのが磁気テープ・ヘッド系であるため
、比較的２次歪（自乗特性を有する非線形系から発生す
る歪）が少なく、この部分での非直線系が問題とならな
かったが、本発明の様に、これを光記録に利用しようと
すると若干様子が異なってくる。

本発明ではしーザ光を低搬送波ＦＭ信号で光変調し、そ
れを非晶質媒体に記録再生しようとするものである。こ
の様な光変調器や光記録媒体では２次歪の発生が非常に
大きく、その点、前記の様な磁気テープ・ヘッド系とは
異なった工夫が必要である。この種の記録再生装置にお
ける２次歪によってどのようなスプリアスが生じるかに
ついて以下に説明する。いま第３図ａに示す様な映像信
号をＦＭ変調する場合を考える。

第３図の映像信号はカラー信号（周波数ｆＰ）が黒レベ
ルからほぼ白レベルまでスイングしている波形である。
これを第３図ｂのように搬送波ｆＣでＦＭ変調すると、
主なスペクトルはｆＣとｆＣ土ｆＰの部分に生じる。こ
れは側波帯として１次項のみをとり、それ以外を無視し
て考えたものである。ｆｓｙは同期尖頭部に相当する周
波数〜ｆＷは白レベルに相当する周波数である。この様
な３種のスペクトル成分がある場合についてト自乗特性
を有する非線形系をこの信号が通過したとき発生するス
プリアス成分について考える。いまＦＭ変調信号ＳをＳ
ニＪＯＣＯＳ２竹ｆＣｔ＋ＪＩＣＯＳ２中（ｆＣ＋ｆＰ
）ｔ十Ｊ−ＩＣＯＳ２汀（ｆＣ−ｆＰ）ｔとし、自乗特
性を有する非線形を Ｑ２＝Ｋ・Ｓ２ とすると Ｑ２ニＫ｛ＪＯＣＯＳ２汀ｆＣｔ＋ＪＩＣＯＳ２汀（ｆ
Ｃ＋ｆＰ）ｔ＋Ｊ−ＩＣＯＳ２灯（ｆＣ−ｆＰ）ｔ｝２
ニＫＪ。

２ＣＯＳ２中ｆＣｔ＋ＫＪ１２ＣＯＳ２２ｍ（ｆＣ−ｆ
Ｐ）ｔ＋Ｊ‐，２ｃｏｓ２２ｍ（ｆＣ−ｆＰ）ｔ【１’
十郎Ｊ。

Ｊ，ｃｏｓ２ｍｆＣｔ・ｃｏｓ２刀（ｆＣ＋ｆＰ）ｔ■
十氷Ｊ。Ｊ−，ｃｏｓ２汀ｆＣｔ・ｃｏｓ２ｍ（ｆＣ−
ｆＰ）ｔ【３’十波Ｊ−，Ｊ，ｃｏｓ２汀（ｆＣ＋ｆＰ
）・ｃｏｓ２灯（ｆＣとなる。｛１’の項からは幻Ｃ，
２（ｆ。十ｆＰ），２（ｆＣ‐ｆＰ）の周波数成分、‘
２１の項からはｆＰ，２Ｃ十ｆＰの周波数成分、‘３’
の項からはｆＰ，ＺＣ−ｆＦの周波数成分、■の項から
はａＰ，２Ｃの周波数成分がそれぞれ生じる。第４図に
これらの成分を破線で示した。実線の成分はＦＭ変調の
原信号である。ｆＣ＝紬ｍ２，ｆＰ＝３．５母ＭＨＺと
し、ＦＭ変調した信号を２次歪を有する前述の光変調系
を通してとったスベクトラムアナラィザの波形図を第５
図に示す。

横軸は周波数（ＭＨ２）、たて軸はレベル（１のＢ／ｄ
ｉｖ）を示す。第５図からわかるようにｆＰとがＣ−ｆ
Ｐの成分が大きなスプリアスとして帯域内に現われてい
る。一方２（ｆＣ−ｆＰ），ＺＰは非常に成分が少なく
問題とならない。またａＣ以上のスプリアスはフィル夕
で除外できるのでここでは考慮に入れなくて良い。この
様に、低搬送波ＦＭ信号部分での非線形性は帯域内にｆ
Ｐおよび幻Ｃ−ｆＰの大きなスプリアスを生じ、これを
再生した信号をテレビジョンで見た場合、モアレ干渉と
なって非常に画質をそこなうことになる。したがって低
搬送波ＦＭ信号が通過する部分の直線性は極力確保する
様にしなければならない。しかし、前記した様に、光記
録の場合は光変調器媒体系の非直線性が存在するために
これらのスプリアスを皆無にすることができない。本発
明は、上記従釆の欠点を解決するためにＦＭ変調出力を
小さくし、低搬送波ＦＭ信号通過部分を線形領域で動作
させるとともに、信号そのもののレベルが４・さし、こ
とに起因するＳ／Ｎの悪さを周被数偏移を広くすること
および後述するェンフアシス量を大となすことによって
補ない、良質な再生画像を得るものである。

以下に本発明の光信号記録装置について、その考え方を
詳しく説明する。

まず、変調器の低搬送波ＦＭ信号の出力レベルを十分小
さくしてほぼ線形的な領域で動作させると、スプリアス
の発生量は比較的少ないため、スプリアスをさげるため
に第３図ｂのｆｄで示した周波数偏移を狭くする必要が
ない。

しかしＦＭ信号を小信号の線形的な領域で働かせても若
干の非線形性は残るので、上記したｆＰおよび２。−ｆ
Ｐのスプリアス成分は、ある程度出て来る。したがｆＰ
）【４１つてｆＰおよびａＣ一ｆＰの成分が原ＦＭ信号
に重量されても画質を乱さない様にｆ。

を選択してやる必要がある。ここでカラー成分の帯域中
は約ＩＭＨ２であり、第４図のｆＣ−ｆＰおよびｆＣ＋
ｆＰの両側波帯成分の上下ＩＭＨ２以内にｆＰおよびａ
Ｃ−ｆＰの成分が入らないようにしなければならない。

しかし、ｆＰおよび幻。一ｆＰがあまりｆＣに近ずくと
、輝度信号の低域部分に復調出力が現われピッチの大き
なモアレとなってしまうためできるだけｆＰおよび２Ｃ
−ｆＰがｆＣと離れた方が良い。したがって両側波より
ＩＭＨ２より少しよけし、に、例えば１．が伍２程度離
れる様にすれば良いであろう。式にして説明するとｆＰ
−（ｆＣ−ｆＦ）二１．水位２‘５）ｆＣ＋ｆＰ−（２
。

一ｆＰ）ニ１．２Ｍ日２【６１ｆＰ＝３．５細川２とな
る。

これからｆＣ＝５．９４三磯伍２ が求められる。

つぎに周波数偏移であるが１次の上下側波帯だけ考えた
帯城でＦＭ信号を通そうと思うと変調指数が０．４以下
でなければならない。変調指数ｍは周波数偏移ｆｄとべ
‐スバンドの帯城中ｆの比でｍ＝ｆｄ／ｆ の様に表わされる。

ｆニ４ＭＨ２（ＮＴＳＣの場合） であるので ｍ＝０．４とすると ｆｄ二１・母ＭＨ２ となる。

しかし実際にはビートの発生に対する余裕を見るためｆ
ｄをもう少し少なくし１．２ＭＨＺ度に選ぶのが妥当で
ある。したがって肌日２±１，机日２ の範囲内でＦＭ変調するのが良い。

つぎに、ェンフアシス量を十分にかけられることについ
て説明する。

従来例の利′点の項副ｉｉ）で述べた様に、変復調側と
も広い帯城での変復調が行なわれることにより、ェンフ
アシス量を十分かけても反転現象が起らないことになる
。最近家庭用ＶＴＲ等で用いられているノンリニアェン
フアシス（低レベルの信号にはェンフアシスを多くかけ
、高レベルの信号にはェンフアシス量を少なくするもの
）を十分かけてＳ／Ｎの改善をはかることも可能である
。実際には複合カラー信号の副搬送波部分で１０〜１幻
Ｂ程度のェンフアシス量をかければ十分Ｓ／Ｎ改善がな
される。以上述べたような考えに基ずし、て構成した本
発明の実施例を第６図、第７図に示す。

第６図、第７図は第１図、第２図の従来の装置にェンフ
アシス回路１６、ノンリニアェンフアシス回路１７、デ
ィェンフアシス回路１８、ノンリニアデイェンフアシス
回路１９の回路を付加して構成した装置である。１６の
ェンフアシス回路は第８図に示す様なもので、カラー副
搬送波で約拭旧のェンフアシスをかけている。

１７のノンリニアェンフアシス回路は第９図に示す様な
もので、入力信号がＣ，，Ｒ，，Ｒ２によって高域強調
されＲ２の両端に信号が現われる。

ところが高域信号レベルが非常に大きいとき、Ｃ２を通
過した信号がＤ，，Ｄ２に加えられ、Ｄ．，○２を導通
させ、Ｄ，，Ｄ２の接触電位差にクリップされる。高城
信号分が小さいときはＤ，，Ｄ２は導通しないので、Ｃ
２，Ｄ，，Ｄ２の回路はＲ２の両端に現われる信号に影
響を与えない。第１０図に第９図の回路の周波数対入出
力比の特性を示す。このような回路を用いるとしベルの
小さい高城信号に十分なェンフアシスがかかるため、Ｓ
／Ｎを改善することができる。１６および１７のェンフ
アシス部によってカラー副搬送波を１０〜１母Ｂヱンフ
アシスする。

（カラーバー受像時）４の広帯域ＦＭ変調器においては
前述した様にＳ／Ｎを改善するため周波数偏移ｆｄを大
きくとることが望ましい。

従って変調指数が０．３程度でＦＭを行なっている。ま
た７の局部発振器においては、低搬送波ＦＭ信号の中心
周波数が「カラー副搬送波周波数の２倍の周波数からカ
ラー信号帯域中の１．１〜１．２倍を減じた様に」なる
様にその発振周波数を選択している。周波数変換器８で
周波数変換された低搬送波ＦＭ信号は、出力レベル調整
回路を内蔵した出力増幅器９で、光変調器を含む次段以
降が線形領域で動作するような十分小ご４なしベルに設
定されて出力される。つぎに第７図に示す復調側につい
て説明する。

１８は第８図のェンフアシス回路１６の特性を逆補正す
るためのデイェンフアシス回路で第１１図に示す構成の
ものである。

１９は第９図のノンリニアェンフアシス回路１７の特性
を逆補正するするためのノンリニアディェンフアシス回
路で第１２図の様な構成である。

これらＤ３，Ｄ４でクリップした高域部を前段へネガテ
ィブフィードバックして、第９図の特性の逆特性を得る
様にしたものである。上記の実施例からも明らかなよう
に、本発明はＦＭ変調出力を小さくして線形領域内動作
を行なわせ、光記録において問題となる２次歪を抑える
様にし、搬送波周波数も適当に選択してビートを軽減し
、またＳ／Ｎに関しても十分なェンフアシス量および周
波数偏移を確保することによって良質な画像を得ること
のできる優れた低搬送波ＦＭ信号光記録装置を提供する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の周波数変換形低搬送波ＦＭ変調器のブロ
ック図、第２図は従来の周波数変換形低搬送波ＦＭ復調
器のブロック図、第３図ａ、ｂは映像信号の波形図とＦ
Ｍ変調後のスベクトラム図、第４図はスプリアスの発生
を示すスベクトラム図、第５図はスベクトラムアナラィ
ザによるスベクトラム図「第６図は本発明に係る周波数
変換形低搬送波ＦＭ変調器の一実施例のブロック図、第
７図は本発明に係る周波数変換形低搬送波ＦＭ復調器の
−実施例のブロック図、第８図はヱンフアシス回路の回
路図、第９図はノンリニアェンフアシス回路の回路図「
第１０図は第９図のノンリニアェンフアシス回路の特性
図、第１１図はディェンフアシス回路の回路図、第１２
図はノンリニアディェンフアシス回路の回路図である。 １……複合信号増中器、２…・・・同期分離回路、３・
・・・・・クランプ回路、４・…・・広帯域ＦＭ変調器
、５・・・・・・振中制限器、６・・・・・・トラツブ
回路、７・・…・局部発振器、８・・…・周波数変換器
、９・…・・出力増中器、１０・・・・・・低搬送波増
中器、ｌｉ…・・・平衡形周波数変換器、１２・・・・
・・局部発振器、１３・…・・トラップ回路、１４…・
・・振中制限器、１５・・・・・・ＦＭ検波、１６・・
・・・・ェンフアシス回路、１７…・・・ノンリニアェ
ンフアシス回路、１８・・・・・・デイエンフアシス回
路、１９・・・・・・ノンリニアデイェンフアシス回路
。第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第８図 第７図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複合カラー信号の上限周波数の少なくとも２倍以上
   の第１の搬送波で前記複合カラー信号をＦＭ変調する変
   調器と、このＦＭ変調信号を低搬送波ＦＭ信号に周波数
   変換する周波数変換器と、低搬送波ＦＭ信号の出力レベ
   ルを制御するための出力レベル調整回路と、前記出力レ
   ベル調整回路の出力である低搬送波ＦＭ信号で光変調す
   るための光変調素子と前記光変調素子が線形的な領域で
   動作する様に前記出力レベル調整回路の出力レベルを設
   定する手段と、光変調されたＦＭ信号を記録するための
   記録媒体と、媒体情報を読み取る光検知器と、読み出し
   た低搬送波ＦＭ信号を前記第１の搬送波とは異つた第２
   の高い搬送波に変換する周波数変換器と、この信号を復
   調する復調器とを有し、前記第１の搬送波で映像信号を
   ＦＭ変調するとき、低搬送波ＦＭにした状態で変調指数
   が０．３以上０．４以下の範囲にあることを特徴とする
   低搬送波ＦＭ信号光記録装置。 ２ 低搬送波ＦＭ信号の搬送波の中心周波数を、カラー
   副搬送波周波数の２倍の周波数からカラー信号帯域巾の
   １．１〜１．２倍を減じた値に選択することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の低搬送波ＦＭ信号光記録
   装置。 ３ 複合カラー信号がＮＴＳＣ方式の場合、副搬送波部
   分においてエンフアシス量を１０〜１５ｄＢの範囲でか
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の低搬送波ＦＭ信号光記録装置。