JPS6255206B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 最近の録画再生装置（VTR）は、記録時と同
じテープ速度Ｖ_Tで再生を行うノーマル再生だけ
でなく、テープを停止させた状態で行うスチル再
生、Ｖ_Tより遅いテープ速度で行うスローモーシ
ヨン再生、Ｖ_Tより速い速度で行うクイツクモー
シヨン再生などの種々のテープ速度での再生がで
きるようになつている。

ところで、ノーマル再生のときはテープ速度は
記録時と同じであるので、再生ヘツドのテープ１
上での走査軌跡の傾き角θ_Pは、第１図の矢線２
で示すように記録トラツクＴの傾き角θ_Tと等し
く、再生ヘツドは記録トラツク上を正しく走査す
る。

ところが、再生速度を記録時のテープ速度Ｖ_T
とは変えた場合には、テープ１の移動方向が図中
矢印５の方向であるとすれば、再生ヘツドのテー
プ１上での走査方向はテープ速度Ｖ_Tより速い場
合には矢線３で示すようになり、遅い場合には矢
線４で示すようになり、その傾き角は、それぞれ
θ_S及びθ_fで示すように記録トラツクＴの傾き角
θ_Tとは異なる。

したがつて、この場合には再生ヘツドは複数の
記録トラツクにまたがつて走査することになり、
ガードバンドノイズ等による影響で再生画像が見
苦しくなる欠点がある。

そこで、再生用回転ヘツドを電気的に制御可能
な可動素子例えばバイモルフ板上に取り付けて、
再生用回転ヘツドが常に記録トラツクＴ上を正し
く走査するようにする方法が考えられた。

先ず、バイモルフ板について説明すると、これ
は例えば第２図に示すように、両面に金属電極６
ａ，６ｂがメツキ等により被着された圧電素子よ
りなる板６と、同様に両面に金属電極７ａ，７ｂ
が被着された圧電素子よりなる板７とを、例えば
金属電極６ｂが被着された面と金属電極７ａが被
着された面とで接着されて形成される。

ここで、圧電素子よりなる板６及び７はそれぞ
れ分極の向きが厚み方向にそろうようにされてい
るが、この分極の向きと同じ方向に電界をかけれ
ば、圧電気効果により板６及び７は長手方向に伸
びるように変化し、分極の向きと逆向きに電界を
かければ、板６及び７は長手方向に縮むように変
化する。従つて、例えば、板６及び７を、図に示
すように互いの分極の方向が同じとなるように貼
り合わせ、そして、第２図に示すように各電極と
電源Ｂを接続して、板６に対して電極６ａから電
極６ｂの方向の電界をかけ、板７に対して電極７
ｂから電極７ａの方向の電界をかければ、バイモ
ルフ板は図示のように歪曲し、その変位は電圧の
大きさに応じたものとなる。また、電界の方向を
逆とすればバイモルフ板の変位の方向も逆とな
る。

従つて、このようなバイモルフ板の一端を第３
図Ａ及びＢに示すように基板８に接着剤９により
固定し、バイモルフ板の他端に磁気ヘツド１０を
取り付け、さらに上述のようにバイモルフ板の電
極に電圧を印加すれば磁気ヘツド１０は、第３図
Ａにおいて矢印で示すように、走査方向と交叉す
る方向に変位する。

VTRにおいては、この磁気ヘツドが取り付け
られたバイモルフ板を回転体例えば上ドラムにヘ
ツド１０を外側に臨ませた状態で固定するもの
で、ヘツド１０はその回転軸方向に変位すること
になる。

したがつて、ノーマル再生のときの第１図で矢
線２で示す走査方向と、他のテープ速度で再生し
たときの同図で矢線３または４で示す走査方向と
のずれの量に応じた電圧、すなわち、この場合に
は鋸歯状波電圧をバイモルフ板に供給すれば、回
転磁気ヘツドは１本の記録トラツクＴを正しく走
査するようになり、ノイズのない再生画像が得ら
れるものである。

ところで、このバイモルフ等の電気機械変換素
子は、その変換特性にヒステリシス特性を有す
る。したがつて、上記の補正動作が終了してバイ
モルフ板に補正電圧が供給されなくなつたときに
もバイモルフ板はもとの状態に完全に戻るのでは
なく、残留歪を残し、もとの状態よりも偏倚した
状態で停止してしまう。この残留歪はバイモルフ
板の偏向量（ヘツドの偏向量）が大きい場合は大
きなものとなり、従つて、スローモーシヨン再
生、スチル再生やクイツクモーシヨン再生をした
後は大きな残留歪となるおそれがある。

ところが再生が終了して上述の補正動作が終了
した後、これに続いて記録を行なう場合、上述し
たような残留歪があると、その磁気ヘツドのテー
プ上の走査位置は所期の記録トラツク位置とは異
なる位置となり、したがつて、記録トラツクの配
列の間隔が不整列になり、記録トラツクが前の記
録トラツクと重なつたりする不都合を生じる。

このため、従来は、このバイモルフ板上に取り
付けられたヘツドは再生専用とされ、記録用回転
ヘツドは別に設けられるようにされている。した
がつて、それだけヘツド数が多くなつてVTRと
して高価なものとなつてしまう欠点があつた。

ところで、磁気ヘツドの基準面に対する高さ位
置が検出できれば、その検出出力を利用して磁気
ヘツドの高さ位置を制御することは可能であるか
ら、記録時、ヘツドを所定の高さ位置に持ち来た
すように制御することができ、上記の欠点は除去
できるものである。

この発明は、上述のような場合に適用して好適
な磁気ヘツドの高さ位置調整装置に関し、特に、
検出手段として１対の磁気ヘツドを用いるととも
に、その配置の仕方を特殊にし、その検出出力を
利用することにより、ヘツド高さ位置調整を容易
になすことができるようにしたものである。

以下、この発明による磁気ヘツドの高さ位置調
整装置の一例を、映像信号用のVTRの回転磁気
ヘツドの場合を例にとつて第４図以下を参照しな
がら説明しよう。

第４図は、この発明装置の一例のVTRの回転
ドラム装置の一例の構造を示すものである。

図において、１１は固定の下ドラム、１２は回
転上ドラムで、１３は回転軸である。

回転上ドラム１２の下面にはバイモルフ板１４
が、その一端側がこの下面に被着されることによ
り取り付けられるとともに、このバイモルフ板１
４の他端側は遊端とされ、この遊端側に磁気ヘツ
ド１５が取り付けられる。なお、回転上ドラム１
２の下面の、バイモルフ板１４にヘツドが取り付
けられる他端側部分には凹部１６が形成されて、
バイモルフ板１４の他端側が遊端となるようにさ
れるものである。

そして、この発明においては、ヘツド１５の基
準面からの高さ位置を検出する１対７検出手段が
設けられる。

この例では基準面はシヤーシ１７とされ、１対
の検出手段としては、一方はヘツド１５自身とさ
れ、他方はシヤーシ１７に対して固定された磁気
ヘツド１８とされる。

すなわち、磁気ヘツド１８はシヤーシ１７上に
取り付けられた台１９上に装着される。

この場合、ヘツド１５の回転周面に対向する位
置にヘツド１８は配される。

そして、１対のヘツドの一方に信号が供給さ
れ、他方のヘツドにてこの一方のヘツドの漏れ磁
束が検出されて、映像信号用回転ヘツド１５のシ
ヤーシ１７に対する高さ位置が検知されるように
なされる。

ここで実際のヘツド１８の出力を調べてみる。

先ずヘツド１５の空隙ｇ_Aの幅方向がヘツド１
８の空隙ｇ_Bの幅方向とほぼ平行する場合、即ち
ヘツド１５と１８とが第５図に示す関係に配され
ている場合について調べると第６図Ａ〜Ｃに示す
ような出力特性が一例として得られる。第６図Ａ
は、ヘツド１５とヘツド１８が丁度対向した位置
でヘツド１５を上下方向に変位させたときの出力
振幅の変化である。実際には、ヘツド１５は回転
体に載置されるので、回転位相を横軸にとると、
出力振幅は第６図Ｂのような出力特性となる。第
６図Ｂにおいて実線は丁度高さが一致している場
合で、点線は上または下のいずれかの方向に変位
している場合である。

ところで、この第６図Ｂの出力波形において、
中心の部分と両側の部分とではキヤリアの位相が
反転している。したがつて、ヘツド１５に与えて
いるキヤリアでヘツド１８に得られるキヤリアを
位相検波すれば位相の変化が検出出来る。そし
て、その位相検波器の出力を積分すると、第６図
Ｃに示すような出力波形が得られる。この図で
も、実線は丁度高さが一致している場合、点線は
上または下のいずれかの方向に変位している場合
である。

これらの波形の性質を利用すれば制御用の信号
を作ることが出来るが、この第５図の配置の場合
には上下いずれの方向にずれても振幅が変わるだ
けであるため、直接に変位の方向、即ち上か下か
のどちらにずれているかの情報は得られない。

次に第７図に示すようにヘツド１５とヘツド１
８との空隙ｇ_Aとｇ_Bの幅方向が交叉するように配
された場合には次のような特性となる。

すなわち、このように配置した場合には、ヘツ
ド１５を高さ方向に変位させたときのヘツド１８
より出力は第８図Ａ〜Ｃのように変化する。第８
図Ａは丁度高さが合つた場合、第８図Ｂは例えば
下方にずれた場合、第８図Ｃは上方にずれた場合
を、それぞれ示す。それぞれの図において、横軸
はそのときのヘツド１５の回転位相を示す。

これら第８図Ａ〜Ｃから明らかなように、ヘツ
ドの高さ位置がずれた場合には、上方にずれた場
合と、下方にずれた場合とで、キヤリアの位相が
反転している両側の部分の振幅の変化が左右で異
なるとともに波形の位相が変化する。

この場合は、位相検波器の積分出力は、第９図
に示すように変位方向に応じて変化するようなも
のとなる。したがつて、例えば回転位相を示すサ
ンプルパルスを適当な位置に設定すれば、制御信
号が直接得られる。

また、例えば第６図Ｂにおける矢印の点に着目
すると振幅及び位相特性は第１０図Ａ及びＢに示
すように変化することになる。なお、第１０図Ｂ
は位相検波回路の出力の特性と考えてよい。

この場合ヘツド１５と１８のギヤツプｇ_Aとｇ_B
との幅方向を平行よりも交叉させた方が変化特性
はより急激なものになる。

以上説明した諸事実を利用すれば種々の制御回
路、方式を考えることが出来る。

以下、そのいくつかの例について説明しよう。

第１１図の例は、記録時に、ヘツド１５の高さ
位置を検出するとともに、その検出出力を利用し
てヘツド１５を上述した高さ位置に持ち来たすよ
うに制御する場合の例で、検出出力の振幅及び位
相特性の両方を用いた例である。

第１１図で、２０は記録アンプで、記録時、こ
れよりヘツド１５に記録電流が供給される。そし
て、ヘツド１５が回転してヘツド１８に対向する
位置に来ると、ヘツド１５よりの磁束がヘツド１
８にて検出され、その検出出力が再生アンプ２１
に供給される。この再生アンプ２１の出力はレベ
ル検出器２２に供給されて振幅が検出され、その
出力は極性決定回路２３に供給される。

再生アンプ２１の出力は、また、位相検波回路
２４に供給され、一方、記録アンプ２０よりの記
録信号電流がこの位相検波回路２４に供給され
る。前述のように、ヘツド１８の検出出力の位相
は、ヘツド１５に供給される信号に対して位置
Hoを境にして反転することから、この位相検波
回路２４においては、ヘツド１５がシヤーシ１７
に対して位置Hoから回転軸方向の上または下の
どちらの方向にずれているかで異なる検出出力が
得られ、その検出出力が極性判別回路２５に供給
されて、これにてずれの方向が検出され、その出
力が極性決定回路２３に供給されて、これよりは
ずれの方向に応じた極性でずれの量に応じたレベ
ルの検出出力が得られる。そして、この検出出力
は制御回路２６に供給され、この制御回路２６の
出力がドライブ回路２７を通じてバイモルフ板１
４の電極に供給されて、ヘツド１５が高さ位置
Hoになるように制御される。なお、この例の場
合、ヘツド１８にてヘツド１５よりの磁束が検出
されるのは短い時間であるが、制御回路２６にお
いては、その補正信号がヘツド１５の１回転期間
保持されるようになされるものである。

ここで、ヘツド１８よりの検出出力の位相変化
の、特に、回転方向のヘツド１５の移動につれて
位相が急激に反転する位置Ｐ_S（ヘツド１５の空
隙の中心とヘツド１８の空隙の中心が回転軸方向
にそろう位置に対応）に着目して、ヘツド１５及
び１８の相対的な回転軸方向の位置を変えると、
この検出出力の位相の急激に反転する位置Ｐ_S
は、第１２図に示すように、ヘツド１５の回転方
向に動く。

そして、今、一方のヘツドを固定し、他方のヘ
ツドの高さ位置を変えて考えた場合、他方のヘツ
ドの高さ位置の変動量と検出出力の位相が急激に
変動する位置Ｐ_Sの変化量は対応したものとなる
から、この位置Ｐ_Sの変化量を利用して、ヘツド
１５の高さ位置の検出ができる。

第１３図はこの場合の例で、一対の検出用磁気
ヘツドとしては前述と同様にヘツド１５と、シヤ
ーシ１７に対して一定の高さ位置に固定された磁
気ヘツド１８が用いられる。

そして、この例の場合、ヘツド１５は例えば一
定の回転数で回転するようにされ、この状態にお
いて、発振器３４よりの一定周波数の信号が記録
アンプ３５を通じてこのヘツド１５に供給され
る。

ヘツド１８にては、このヘツド１５よりの磁束
が検出され、その出力が再生アンプ３６を通じて
位相検波回路３７に供給され、一方、発振器３４
よりの発振信号が位相検波回路３７に供給され
て、再生アンプ３６よりの出力が位相検波され
て、これより検波出力Ｐ_A（第１４図Ａ）が得ら
れる。この検波回路３７の出力Ｐ_Aは積分回路３
８に供給されて、これにて比較用台形波Ｐ_B（同
図Ｂ）が形成され、これがサンプルホールド回路
３９に供給される。

一方、４０はパルス発生器で、これよりは、ヘ
ツド１５の所定の回転角位置においてパルスＰ_G
（同図Ｃ）が得られ、これにより単安定マルチバ
イブレータ４１がトリガされて、これよりはパル
ス幅τのパルス信号Ｓ_D（同図Ｄ）が得られ、こ
れがさらにサンプリングパルス形成回路４２に供
給されて、これよりはパルスＰ_Gの時点からτだ
け経過した時点でサンプリングパルスＳ_E（同図
Ｅ）が得られる。

そして、このサンプリングパルスＳ_Eがサンプ
ルホールド回路３９に供給されて、積分回路３８
よりの比較用台形波の傾斜部分がサンプリングさ
れ、そのサンプリング値がホールドされる。

この場合、ヘツド１５及び１８の空隙の中心位
置が回転軸方向に一致した位置H₂において、ヘ
ツド１５が回転するとき、比較用台形波の傾斜部
分の例えば中央部がサンプリングパルスＳ_Eにて
サンプリングされるように単安定マルチバイブレ
ータ４１の時定数時間τが選定される。

したがつて、ヘツド１５が高さ位置H₂にあれ
ば、サンプルホールド回路３９の出力Ｓ_Fの値は
常にＥ_Oとなる。

ところが、前述したように位相検波回路３７の
出力Ｐ_Aは、ヘツド１５の高さ位置が変われば、
その急激に変化する時点が変わるから、比較用台
形波Ｐ_Bの傾斜部分の位置が第１５図に示すよう
に変わる。例えば上述した位置H₂における比較
用台形波Ｐ_Bが第１５図の実線で示すものである
とすると、この位置H₂よりもヘツド１５が回転
軸方向の上側にずれた場合には、比較用台形波Ｐ
_Bは同図の破線で示すようなものとなり、下側に
ずれた場合には、比較用台形波Ｐ_Bは同図の一点
鎖線で示すようになり、時間軸上で波形の出現位
置が変位する。

したがつて、この第１５図からもわかるよう
に、サンプルホールド電圧は、ヘツド１５が上側
にずれたときは電圧Ｅ_Oより高い電圧Ｅ_Uとなり、
下側にずれたときは電圧Ｅ_Oより低い電圧Ｅ_Dとな
り、しかも、その値は、ずれ量に応じたものとな
る。

このサンプルホールド電圧とヘツド１５の高さ
ずれとの関係を第１６図に示す。すなわち、回転
磁気ヘツド１５と、固定されたヘツド１８との回
転軸方向の距離に対してサンプルホールド電圧は
単調関数となる。

したがつて、このサンプルホールド電圧によ
り、固定されたヘツド１８に対するヘツド１５の
高さずれ量を知ることができる。すなわち、ヘツ
ド１５の基準面であるシヤーシ１７よりの高さ位
置が検出されるものである。

そして、このサンプルホールド電圧が制御回路
４３に供給され、この制御回路４３の出力がドラ
イブ回路４４を通じてバイモルフ板１４に供給さ
れることにより、例えば、ヘツド１５の高さ位置
が上述の位置H₂になるように制御される。

なお、第１３図では説明上、発振信号をヘツド
１５に供給するようにしたが記録時においては、
ヘツド１５には発振信号に代えて記録信号（例え
ばFM信号）を供給するようにしても上述と同様
の作用及び効果が得られるものである。

ところで、上述の例は、記録再生用ヘツドが１
個の場合で、テープはドラムの全周分に巻きつけ
られるので、１対の検出手段はテープを介して設
けられるものであるが、記録再生用ヘツドが２個
以上用いられる装置の場合、例えば、第１７図の
ように２個の記録再生用ヘツド１５ａ及び１５ｂ
が用いられる場合には、テープ１はドラムの180
度の角範囲分に巻き付けられるようにされるの
で、このテープ１が巻き付けられていない180度
範囲部分のいずれかの位置に一方の検出用ヘツド
１８を設けることができる。この場合には、テー
プ１を介さないで、ヘツド１５ａ及び１５ｂより
の磁束がヘツド１８にて直接的に検出できる。

また、この第１７図の例の場合には、ヘツド１
５ａまたは１５ｂがテープ１上を走査しない回転
角位置で、高さ位置の検出がなされるので、記録
時においてもヘツド１８によつてヘツド１５ａま
たは１５ｂよりの磁束を検出する区間のみ記録信
号電流に代えて、一定周波数の信号などの検出の
容易な信号をヘツド１５ａまたは１５ｂに供給す
るようにすることができる。

また、この例の場合、ヘツド１５ａ及び１５ｂ
にて信号を再生する状態の場合には、ヘツド１８
に信号電流を供給し、このヘツド１８よりの磁束
をヘツド１５ａまたは１５ｂにて検出することに
より、ヘツド１５ａまたは１５ｂの高さ位置の検
出が可能であり、前述したような高さ位置の制御
ができるものである。

第１８図はこの発明のさらに他の例の回転磁気
ヘツド装置の例で、この例は基準面は回転上ドラ
ム１２の下面１２ａとされ、１対の検出用磁気ヘ
ツドとしては記録再生用の回転ヘツド１５とは別
の２個のヘツド４５及び４６が用いられる。

すなわち、第１８図に示すように、一方のヘツ
ド４５はバイモルフ板１４上に取り付けられ、他
方のヘツド４６は回転上ドラム１２の下面１２ａ
に取り付けられ、かつ、両ヘツドのギヤツプ面が
対向するようにされるとともにそれぞれの空隙を
含む平面が互いにほぼ直交するようにされる。

そして、例えば記録時の高さ位置制御に当たつ
ては、記録信号電流がヘツド１５だけでなくヘツ
ド４５にも供給され、このヘツド４５からの磁束
がヘツド４６で検出され、その検出出力により、
ヘツド１５の高さ位置が検出され、前述の場合と
ほぼ同様にしてバイモルフ板１４が制御されて、
ヘツド１５が所定の高さ位置に持ち来たされるよ
うになされる。

この例の場合には、１対のヘツド４５及び４６
により、常時、検出出力が得られるので、ヘツド
１５の高さ位置の制御がヘツド１５の回転に関係
なく連続して行なわれるものである。また、回転
ドラムが停止した状態でもヘツド１５の高さ位置
検出及びその制御を行うことができる。

なお、この例の場合、記録時であつてもヘツド
４５には記録信号電流の代わりに一定周波数の連
続信号を供給するようにできる。また、ヘツド４
６に信号を供給して、この信号４６からの磁束を
ヘツド４５で検出するようにしてもよい。

以上のようにして、この発明によれば、１対の
検出用磁気ヘツドを、それぞれの空隙を含む平面
が互いに交叉するように配するとともに、一方の
磁気ヘツドよりの漏れ磁束を検出したときの検出
出力の特に、位相特性を利用することにより磁気
ヘツドの基準面からの高さ位置を検出することが
できる。したがつて、この検出出力を利用してこ
の磁気ヘツドの基準面からの高さ位置を制御する
ことが容易にできる。そして、記録時、磁気ヘツ
ドを特定の高さ位置に持ち来たすことができるの
で、ヒステリシスを有する可動素子上に取り付け
られた磁気ヘツドを記録再生兼用とすることがで
きるものである。

なお、以上の例は、記録・再生用の回転磁気ヘ
ツドの場合であるが、固定の磁気ヘツドの場合に
も、この発明装置が適用できることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はテープ速度とテープ上での回転ヘツド
の走査軌跡の関係を説明するための図、第２図及
び第３図はバイモルフ板を説明するための図、第
４図はこの発明装置の一例の回転磁気ヘツド装置
の一例を示す図、第５図〜第１０図は１対の検出
用磁気ヘツドの配置関係及びその出力特性を説明
するための図、第１１図はこの発明装置の一例の
系統図、第１２図は１対の検出用ヘツドの出力特
性を説明するための図、第１３図はその出力特性
を利用したこの発明装置の一例の系統図、第１４
図〜第１６図はその動作の説明のための図、第１
７図及び第１８図はこの発明装置が適用される回
転磁気ヘツド装置の他の例を示す図である。 １１は固定の下ドラム、１２は回転上ドラム、
１４はバイモルフ板、１５は映像信号用磁気ヘツ
ド、１７はシヤーシ、１８は１対の検出用ヘツド
の一方を構成する磁気ヘツド、４５及び４６は１
対の検出ヘツドを構成する磁気ヘツドである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的に制御可能な可動素子に設けられた第
   １の磁気ヘツドと、 この第１のヘツドに対して、この第１のヘツド
   の磁気空隙を含む平面とその磁気空隙を含む平面
   とが互いに交叉するように基準面上に配された第
   ２の磁気ヘツドと、 上記第１及び第２の磁気ヘツドの一方には所定
   の信号が供給されて、他方の磁気ヘツドにおいて
   一方の磁気ヘツドからの磁束を検出してこの磁束
   の位相情報及び振幅情報を得る情報検出手段と、 上記情報検出手段よりの少なくとも位相情報に
   基づき上記可動素子を制御する制御手段とを有
   し、 上記第１の磁気ヘツドの高さが所定高さに維持
   されるようになされた磁気ヘツドの高さ位置調整
   装置。