JPS6021517B2 - ビデオ信号記録再生方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオ信号記録再生方法及びその装置に関し
、特にビデオディスク上に音声信号と静止画ビデオ信号
を記録し両信号を同時に再生する方法及び装置に関する
。

光学式ビデオディスクは、その表面にビデオ信号に応じ
た微細な凹み（以下ビットと称す）を渦巻状トラックと
して形成した該ビデオ信号を収録するものである。

かかるビデオディスクを再生する場合、該ビデオディス
クを所定回転数にて回転させつつそのトラック上にスポ
ット光を照射してその反射光の強さ変化を電気信号に変
換してビデオ信号を読み取り、ビデオ信号に含まれる水
平及び垂直同期信号等の各種制御信号を分離検出してビ
デオ信号を再生するのである。かかるビデオディスクを
用いると静止画の再生が非常に容易であることは良く知
られており、通常の大きさのビデオディスクの片面に５
０，０００枚程度の静止画が収録できるのである。

このような静止画再生の際１０ないし１９秒程度の音声
による説明を付加する要求があったが、これを実現する
よ４うな適当な方法が未だ開発されていなかった。そこ
で、本発明は、静止画ビデオ信号と説明音声信号とをビ
デオディスクに収録し、かかる信号を同時に再生するビ
デオ信号及び音声信号記録再生方法及び装置を提供する
ことを目的とする。光学式ビデオディスクは一般に１回
転にＩＴＶフレームが収録される様な渦巻状トラックに
沿って記録されている。即ち、ビデオディスクを収録し
ようとするＴＶ映像信号のフレーム周波数（約３０ＨＺ
）に同期して回転させると共に１回転につき約２ム仇の
割合で半径方向に移動させ、この記録ディスクのホト・
レジスト等を被着した情報記録面に集東レンズで直径約
１ムのに集光されたレーザ等のスポット光を照射し、こ
のスポット光の強度を記録せんとするＴＶ映像信号に従
って周波数変調された搬送波で変調する。従って記録済
ディスクにはその繰返し周期及び長さが記録した周波数
変調搬送波を示す凹み（ビット）がピッチ約２山肌の渦
巻状軌跡を描いて配列される。この渦巻状軌跡の１回転
に丁度ＴＶの１フレーム（即ち、１画面）が記録これ、
しかもその開始点（即ち奇数もしくは偶数ＴＶフレーム
のいづれか一方の垂直同期信号）は同一半径上に並ぶこ
とになる。この様にして記録された原盤ディスク、もし
くはこれから製作した金型でプラスチックに転写して作
った複製ディスクは再生装置によって再生される。再生
装置は記録装置と同機に、約３仇ｐｓの一定回転数（即
ちＴＶフレーム周波数）でディスクを回転させ、その情
報収録面にレーザ光（記録時に比較してはるかに弱い）
を集東レンズで直径約ＩＡのに集東して光スポットとし
て照射し、凹み（ビット）によって強度変調を受けた反
射光又は透過光を受光器に導いて電気信号に変換し、復
調器で復調し元のＴＶ映像信号を得てブラウン管のフェ
ースプレート上に画像を再生する。ここで、ディスク上
の渦巻状軌跡を正確に追従する為に、議取り光スポット
を高速でディスク半径方向に偏向する可動反射鏡、更に
ピッチ約２ム仇の割合でほぼ一定速度で読取装置全体を
ディスクに対して半径方向に移送する送りサーボ・モー
タ（図示せず）とをそなえていて、議取り光スポットか
ら得られた制御信号によって制御されている。この他に
、情報収録面上に正確にレーザー光を集東させる為に、
集東レンズを移動させるホーカス・サーボ・ループをも
有している。

さて、静止画を得る為には、まず前記送りサーボ・モー
タを停止させて謙取装置全体の移送を止め、前記可動反
射鏡のみで渦巻状軌跡の特定の１回転分のみを反復追従
させて論取れば良い。

即ち、記録時に１フレーム（即ち、１画面）の開始点が
半径方向に揃って記録されているので、読取り光スポッ
トが渦巻状軌跡を追跡して画像情報を謙取つて１フレー
ムの終りに達した時に、トラックピッチ（約２ム机）だ
け半径方向に光スポットを可動反射鏡で高速に振って戻
してやれば同一フレーム（同一画面）の開始点に瞬時に
復帰する。しかもこの期間はいわゆる垂直プランキング
期間Ｚ内であるので、この為の視覚上の再生画面上には
全く現われない。従ってこの操作をディスク１回転毎に
反復すれば継続した静止画を得る事が出釆る。このフレ
ームに後続したフレームの静止画を得るには可動反射鏡
による光スポットのシフトをＺＩ回だけ中止すれば自動
的に後続フレームの静止画に切換わる。この操作が多数
回に及ぶと、即ち多数の連続した静止画を再生した後に
は、可動反射鏡の平均位置が偏俺したものとなるので、
この際にはそれに相当した半径方向距離だけ読取装置全
体を送りサーボ・モーターで間欠的に移送するのが好ま
しい。以上の様にして光学式ビデオディスクを用いれば
容易に静止画が得られる。

しかしこの静止画の各々に音声による説明を付属させれ
ばより広い応用分野がひらけるにも拘わらず好適な方法
が未だ開発されていない。本発明によれば一枚のビデオ
ディスクに静止画と約１９秒間の音声による説明に相当
する情報とを一組としものを約１０，０００組収録し再
生することができるのである。

ビデオディスクに収録出来るＴＶ映像信号の周波数帯城
はＤＣから約叫ＭＨＺであって、音声信号のそれを１弦
日２とすれば約２６ぴ音の広さである。

従って１フレーム（即ち約１／３の砂）の映像信号の替
りに約８．９砂間の音声信号を時間勢圧縮変更して収録
出来る。ＴＶ映像信号には水平垂直同期信号に相当する
プランキング期間が必要な為に上記の時間そっくりは収
録出来ないが、連続した２フレーム期間（即ち約１′１
９抄間）を用いれば少なくとも１９秒・間の音声説明を
収録出来る。１９秒、間の音声説明が１枚の静止画に対
して適切な時間である事は良く知られているところであ
る。

そこで、１５秒間の音声信号を時間軸圧縮変換したもの
に更にＴＶ同期信号を付加して連続した２フレームの疑
似ＴＶ映像信号とし、その後に１フレームの静止画ＴＶ
映像信号をつづけた合計３フレームで一組の完全な静止
画信号とし、この信号の中に更に検索の為の識別コード
（例えばフレーム番号）及び再生装置の動作を制御する
為の制御信号を付加する。

この様にして作った合成映像信号を多数組連続したもの
を通常のＴＶ映像信号と全く同様に取扱って前に説明し
た記録装置でディスク上に記録する。この様にして得ら
れたディスクを再生装置にかけて希望する静止画を諸出
すには次の様に行なう。

再生菱直全体の動作には前に説明したものと同様であっ
て、指定された識別コードが検知されるまで謙取装置を
送りサーボ・モー夕で移送し、更に詳細には可動反射鏡
で謙取光スポットを偏向させて所定の渦巻軌跡を検出す
る。鏡出された軌跡の最初の２フレーム（即ち、ディス
ク２回転期間）は時間軸圧縮された音声信号であるので
時間０軸伸長器内の一時メモリー内に貯蔵され、つづく
第３番目のフレームは希望する静止画映像信号であるの
で前に説明した様に可動反射鏡を制御してこのフレーム
のみを反復議出ししてブラウン管のフェースプレート上
に静止画を再生する。それと５共に前記メモリー内の音
声情報を時間鞠伸長器で実時間に延ばして約１９秒間再
生する。約１９秒経過した後に、この音声情報の最後に
付加してあるシステム制御信号によって、以上の記録再
生方法再生モードを解除する。０ この方法に於いては
音声信号の時間軸圧縮／伸長／メモリー装置が必要とな
るが、例えばＣＣＤを利用したアナログメモリーを用い
てその書込みと講出しのクロックの速度を変える事によ
って目的を達する事が出釆る。

他の方法としてＡＤ／ＤＡタ変換器と半導体デジタル・
メモリーとを併用してその書込み論出しクロツクの速度
に変える事につても達成出来る。磁気ディスク又は磁気
テープを利用したメモリー及び書込み議出し速度変換装
置もこの目的の為に使用出来る。０ 次の本発明を添付
図面を用いて詳細に説明する。

第１図において、フライング・スポット・スキャナー等
から得られた静止画映像信号は端子１を介して信号合成
器８に加えられる。

一方、約１３秒間の音声信号は端子２から供繋合され、
時間軸圧縮器４によって水平及び垂直プランキング期間
を有した２フレーム期間（約１′１９砂間）の疑似映像
信号に変換されて信号合成器８に加えられる。標準ＴＶ
同期信号は端子３を介して信号合成器８に加えられ．る
。制御信号発生器５は識別コ−ド信号及びシステム制御
信号、反復制御信号その他の各種制御信号を作って信号
合成器８に加える。システム制御器７は同期信号３のタ
イミングに同期して操作盤６の指令に基づいて全システ
ムの動作を制御して一枚の静止画情報に相当する連続し
た３フレームからなる一組の合成映像信号を形成し端子
９に出力する。この合成映像信号はＶＴＲ等に収録され
て連続した多数緩からなる一連の静止画プログラムに編
集される。この合成信号の構造は第２図に示すように３
フレームから成り、第１フレームの最初に識別コードー
、第２フレームの最後に音声信号終了信号Ｃ、第１及び
第２フレームの残りの部分に時間軸圧縮された音声信号
による疑似映像信号Ａ、第３フレームに静止画映像信号
Ｖ、更に第３フレームの最後に反復制御信号Ｒが配置さ
れている。

識別コードーは再生時にこの特定の静止画情報を探す為
のコードである。システム制御信号Ｃは再生装置の映像
信号開閉器、音声信号開閉器、時間軸伸長器等の開始停
止を司さどろ制御命令信号である。反復制御信号Ｒは第
３フレームの静止画映像信号Ｖのみを反復再生する為に
前に述べた可動反射鏡の動作を制御する為の制御命令信
号であるが、これを省略して再生されたＴＶ垂直同期信
号で代用しても良い。第３図に示す様に、このように構
成された連続合成映像信号は端子１０を介して周波数変
調器１１に供給されここで周波数変調搬送波に変換され
、光変調器１２の透過率を制御する。

従ってレーザー光源１３で発生したレーザー光は光変調
器１２で強度変調された後、コリメーターレンズ１４で
拡大され、集東レンズ１５で記録ディスク１６の記録面
上に直径約１ム肌の光スポットに簾東されて記録面を構
成するフオトーレジスト等を露光させる。一方、記録デ
ィスク１６はモーター１７及びサーボループ（明示せず
）によってＴＶ同期信号のフレーム同期信号（約３０Ｈ
Ｚ）に同期して回転していると共に半径方向に１回転当
り約２一肌の割合で移送される。更に集東レンズ１５は
サーボループによって常にディスク１６の記録面上にし
−ザー光を築東する様に制御されている。これらは特に
説明上必要で無いので本図では省略している。この様に
して記録されたディスク上のトラックは第４図に示す様
に配置されている。

これらのトラック（渦巻軌跡）は凹み（ビット）の列で
形成されているが、記号１，Ａ，Ｃ，Ｖ，Ｒはいずれ０
も第２図のそれらに対応したトラック部分を示１′てい
る。ここで、これまでの説明から明らかな様に各トラッ
ク、従って各フレームの開始点は半径方向にそろってい
る。次のこの様にして得られたディスクから静止画とそ
れに付属した音声信号とを再生する再生装置を第５図に
よって説明する。

ディスク１９はモーター１８によって約３仇ｐｓ（ＴＶ
フレーム周波数）の一定回転数で回転されている。

謙取装置２０は全体として送りモータ−３６でディスク
の半径方向に送られる。レーザー光源２１で発生したレ
ーザー光はコリメーター・レンズ２２で拡大され、ビー
ム・スプリシター２３及び可動反射鏡２４を経由して集
東レンズ２５でディスク１９の情報記録面に直径約１仏
のの光スポットとなる様に集光される。もちろんディス
ク１９の上下動にもかかわらず常に正確に集東する様に
集東レンズ２５はサーボ・ループで制御されている。デ
ィスク１９の情報記録面のビットによって実質的に強度
変調された反射光は集東レンズ２５で集められ、可動反
射鏡２４を径申してビーム・スプリンター２３で分離こ
れ、フオトデテクター２６で電気信号に変換されたのち
復調器２７で元の映像信号に復調される。通常のビデオ
・ディスク再生装置ではディスク１９上のトラック（渦
巻軌跡）を正確にたどる様に可動反射鏡２４及び送りモ
−夕−３６がサーボ・ループで制御されているのである
が、本発明の静止画再生装置ではこれらのサーボ・ルー
プによる制御の他に静止画再生の為の制御信号が追加さ
れていて、それらの系統図のみを第５図に示し、通常の
サーボ・ループは省略して図示していない。所望の静止
画を操作盤２９によって指示すると、静止画プログラム
の識別コードと復調器２７の出力に接続された制御信号
検出器２８で各々の合成映像信号の第１フレームの最初
の部分から検出された識別コード信号１とがシステム制
御器３０で比較される。

両コードが合致するまで謙取装置２０は送りモーター３
６でディスクの半径方向に送られるが、両コードが合致
すれば第１フレームと第２フレームの疑似映像信号を時
間軸伸長器３１内の一時メモリーに取り込み、フレーム
２の終りにあるシステム制御信号Ｃを制御信号検出器２
８で検出してシステム制御器３０に供給する。システム
制御器３０‘まこの制御信号に応じて信号Ｚ開閉器３４
を開いて前記信号につづいた第３フレームの静止画映像
信号Ｖを映像信号出力３５からＴＶ受像機に送出してブ
ラウン管上に静止画を再生する。同時に、信号開閉器３
２を開き、時間麹伸長器３１で実時間に伸長された音声
信号を音声Ｚ信号出力３３からＴＶ受像機に送出してス
ピーカーから再生させる。フレーム３の終りにある反復
制御信号Ｒ（又は垂直同期信号）が制御信号検出器２８
で検出されシステム制御器３川こ送られる。これに応じ
て制御信号が反射鏡制御器３７を経由して適切なタイミ
ング量とで可動反射鏡２４を高速で動かして前に述べた
様に議取り光スポットを１トラックピッチ（約２ム肌）
だけ半径方向に戻してふたたびフレーム３の始めから静
止画映像信号を再生する。この動作を反復してブラウン
管上に同一静止画を再生しつづける、一方これと共にス
ピーカーからは音声信号が再生されているが、約１賭沙
経過して時間軸伸長器３１の出力の音声信号に元来はシ
ステム制御信号Ｃ中に含まれていた終了信号が現われる
と、これを受けてシステム制御器３川ま開閉器３２，３
４を閉じ映像及び音声信号の送出を停止する。それと共
に全システムの静止画再生モードを解除して待機モード
にする。操作盤２９から新しい識別コードが指令される
と前述の動作を再び繰返して新しい静止画とその昔声と
を再生する。システム制御器３川ま再生装置全体の動作
を制御し、そのタイミングの基準として安定な基準ＴＶ
同期信号もしくはそれに類似のタイミング信号、モータ
ー１８の回転から得られたタイミング信号、又は再生さ
れた映像信号から分離した同期信号のいずれを用いても
良いが、水晶発振器等で制御された基準ＴＶ同期信号を
使用するのが好適である。時間軸伸長器３１としては前
述の様にＣＣＤメモリー装置、デジタルメモリー装置を
用いるのが好適である。又、本方式では静止画再生の終
了を音声信号の終りに付加した音声終了信号で制御して
いるので、最長約１５秒以下の任意の再生時間で終了出
来る特長がある。又、本方式では音声信号の時間軸圧縮
／伸長器のメモリー容量さえ充分ならば、圧縮された音
声信号を収容するフレーム数を任意に増減し、任意の時
間の音声信号を静止画に付属させる事が出来る。

本発明の基本は任意のフレーム数にまたがった時間軸圧
縮変換された音声信号の後に１フレームの静止画映像信
号を従続させて一組の静止画情報とし、これをビデオデ
ィスクに連続した渦巻状軌跡として記録する点にある。
もし、ディスクの１回転がＮフレームで構成される様な
ビデオディスクに於いては、前述の静止画映像信号のみ
が同一信号でＮ回繰返されて１回転分の軌跡にわたって
記録されているならば本発明の趣旨に沿った静止画と音
声信号とが再生出来るのは言うまでもない。

更にディスクの１回転が１フレームで構成される様なビ
デオディスクに於いても、前述の静止画映像信号のみが
同一信号でＮ回線返されてＮ回転分の軌跡にわたって謙
鍵されている場合にも本発明の趣旨に沿った静止画と音
声信号が再生出来る。この場合、Ｎフレームの各々の最
後に反復制御信号Ｒを配置するようにすることもできる
。以上の説明から明らかに本発明による静止画ビデオ信
号記録再生方法によれば以下の効果が得らひれる。

｛１１ 同一ビデオディスクに静止画とこれに付属する
音声信号とを一緒に収録再生できる。

‘２｝ 一枚のビデオディスクで音声信号が付加された
静止画ビデオ信号を約１０，０００枚収録でき夕 る。

‘３’一枚の静止画に対する付属音声信号の長さを任意
に選び得る一方、静止画再生時間を音声信号の長さに応
じて伸縮できる。‘４｝ 渦巻軌跡でビデオディスク上
に信号を記録す０ る方式である故、記録装置、再生装
置共に動作制御が容易である。

更に連続する複数回転の複数フレームに同一内容の静止
画ビデオ信号を記録すれば、複数フレームの中からノイ
ズ特性等の優れたフレームを選択して再生するようにす
ることもできる。よって、本発明による装置は、ビデオ
ファイリング、ビデオヱンサイクロベデイア、ビデーオ
カタログ、視覚教育装置等の種々の用途に用い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による信号合成装置のブロック図、第２
図は第１図の装置により得られた合成信号の構成を示す
図、第３図は第１図の装置により得られた信号をビデオ
ディスクに記録する装置の概略図、第４図は、第３図の
装置により信号を記録されたビデオディスクのトラック
の配置を示す図、第５図は、本発明による音声信号付ビ
デオ信号再生装置を示すブロック図である。 孝，′図 第２図 第３図 凄く図 旨声づ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ビデオデイスクの渦巻状トラツクに該ビデオデイス
   クの１回転毎に少なくとも１フレーム分のビデオ信号を
   記録しこれを再生するビデオ信号記録再生方法であつて
   、１若しくは連続する複数回転に対応する第１区間トラ
   ツクに音声信号及び音声識別信号を記録し、前記第１区
   間トラツクに後続しかつ１若しくは連続する複数回転に
   対応する第２区間トラツクに同一静止画ビデオ信号にビ
   デオ識別信号を記録することを特徴とするビデオ信号記
   録再生方法。 ２ 前記音声識別信号は前記音声信号の頭部に付加され
   た識別コード信号及び尾部に付加された音声終了信号を
   含むシステム制御信号からなり、前記ビデオ識別信号は
   前記ビデオ信号の尾部に付加された反復制御信号からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記音声信号を時間軸圧縮して記録することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の方法。４ 前記音声
   信号を時間軸圧縮して少なくとも１つの対応する時間長
   にして記録することを特徴とする特許請求の範囲第２項
   記載の方法。 ５ ビデオデイスクの渦巻状トラツクに該ビデオデイス
   クの１回転毎に少なくとも１フレーム分のビデオ信号を
   記録しこれを再生するビデオ信号記録再生方法であつて
   、１若しくは連続する複数回転に対応する第１区間トラ
   ツクに音声信号及び音声識別信号を記録し、前記第１区
   間トラツクに後続しかつ１若しくは連続する複数回転に
   対応する第２区間トラツクに同一静止画ビデオ信号及び
   ビデオ識別信号を信号を記録し、前記第１区間トラツク
   に記録された前記音声識別信号に従つて前記音声信号を
   読み取り記憶した後前記第２区間トラツクに記録された
   前記ビデオ識別信号に従つて前記ビデオ信号を反復して
   読み取りつつ前記音声信号と同時に再生することを特徴
   とするビデオ信号記録再生方法。 ６ 前記音声識別信号は前記音声信号の頭部に付加され
   た識別コード信号及び尾部に付加された音声終了信号を
   含むシステム制御信号からなり、前記ビデオ識別信号は
   前記ビデオ信号の尾部に付加された反復制御信号からな
   ることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の方法。 ７ 前記音声信号の記録再生のとき時間軸圧縮及び伸長
   を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   記録再生方法。８ 前記音声信号を時間軸圧縮して少な
   くとも１つのフレームに対応する時間長にして記録し元
   の長さに時間軸伸長して再生することを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載の記録再生方法。 ９ ビデオデイスクを所定回転数で回転させつつ該ビデ
   オデイスクの記録面上のトラツクに沿つてスポツト光を
   照射してその反射光の強さ変化によつて記録された信号
   を読み取る読取手段と、読取つた信号を再生する再生手
   段とからなるビデオ信号記録再生装置であつて、前記読
   取手段は、前記ビデオデイスクにおける半径方向におい
   て相隣るトラツク間を飛越して前記スポツト光を少なく
   とも１ピツチだけ移動させる飛越し制御手段を有し、前
   記再生手段は、前記読取手段によつて読み取られた信号
   から識別コード信号、音声終了信号及び反復制御信号を
   検出する制御信号検出器と、前記識別コード信号から音
   声終了信号までの間の読み取り信号を音声信号として再
   生する音声信号再生手段と、前記反復制御信号を検知し
   て前記飛越し制御手段を駆動してスポツト光を１ピツチ
   だけ復帰させる反復制御信号までの間の読み取り信号を
   ビデオ信号として反復再生するビデオ信号再生手段とを
   有することを特徴とするビデオ信号記録再生装置。 １０ 前記音声信号再生手段は、読み取つた信号を時間
   軸伸長する時間軸伸長手段を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第９項記載の装置。