DE3105699A1

DE3105699A1 - Magnetisches aufzeichnungs- und bzw. oder wiedergabegeraet

Info

Publication number: DE3105699A1
Application number: DE19813105699
Authority: DE
Inventors: Seisuke Yokohama Kanagawa Hiraguri
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1981-02-17
Publication date: 1982-01-28
Also published as: JPS6233643B2; JPS56117326A; DE3105699C2; US4412259A

Description

VICTOR COMPANY OF JAPAN, Yokohama-City, Kanagawa-Ken, Japan

Magnetisches Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetisches Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät mit einer Spursteuereinrichtung für einen umlaufenden Kopf und befaßt sich insbesondere mit einem magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät mit einer Einrichtung, die die Spursteuerung für den rotierenden oder umlaufenden Kopf so ausführt, daß der Kopf den Schrägen, Krümmungen oder Versetzungen in der Spur auf dem Band bei der Wiedergabe sehr genau folgt, wobei die Höhenposition des Kopfes stets so gesteuert wird, daß sie bei der Aufzeichnung konstant bleibt.

Bei magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegeräten, beispielsweise Videobandgeräten mit schraubenförmiger Abtastung für Heimzwecke, besteht die Tendenz, die Informationsdichte auf dem Magnetband zu erhöhen. Dazu hat man Verbesserungen der Magnetbänder ausgenützt. Durch Herabsetzen der Bandgeschwindigkeit und der Spursteigung auf beispielsweise etwa ein Drittel der Werte, wie sie bei der herkömmlichen Aufzeichnung und bzw, oder Wiedergabe mit einer Dauer von 2 h verwendet werden, hat man in der Praxis Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabeζeiten von 6 h erreicht. Bei Videobandgeräten für den Heimgebrauch, die aus Kostengründen eine einfache Magnetbandantriebseinrichtung haben sollen, tritt jedoch bei der Wiedergabe eines Magnetbands mit reduzierter Spursteigung die Schwierigkeit auf, den geforderten genauen Spurnachlauf sicherzustellen.

Bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät, das eine Aufzeichnungs- und bzw. Wiedergabezeit von 2 h hat, ist es ferner notwendig, einen Spurnachlaufknopf zu betätigen, um zu veranlassen, daß der Magnetkopf den

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Spuren auf dem Magnetband genau folgt, wenn die Wiedergabe von einem anderen Gerät als die Aufzeichnung ausgeführt wird. Dieser Umstand ist darauf zurückzuführen, daß 1) Unterschiede in der Position des Steuerkopfes vorhanden sind, 2) Unterschiede in der Höhe des Videokopfes auftreten und 3) Schrägen, Krümmungen oder Versetzungen in der Videospur zwischen dem Aufzeichnungsgerät und dem Wiedergabegerät vorhanden sind. Die Folge davon ist, daß bei einem zur Wiedergabe vorgenommenen Gerätewechsel ein optimaler Spurnachlauf nicht zustande kommt und dementsprechend ein maximales Ausgangssignal nicht gewonnen wird.

So kommt es beispielsweise zu einer Spurnach!aufphasenabweichung, wenn der Abstand L von der Position aus, wo ein an der drehbaren Trommel angebrachter Videokopf das Magnetband zu berühren beginnt, bis air Position des Steuerkopfes größer als ein Standardwert im Aufzeichnungsgerät ist. Hierzu ist vorauszuschicken, daß vom Steuerkopf an der unteren Kante des Magnetbands ein Steuerimpuls aufgezeichnet wird. Bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät, das beispielsweise eine Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabezeit von 6 h hat, beträgt das Aufzeichnungsintervall des Steuerimpulses nur 0,37 mm, also etwa ein Drittel des Aufzeichnungsintervalls von 1,11 mm, das im Falle einer üblichen Aufzeichnung und bzw. oder Wiedergabe von 2 h vorhanden ist.

Falls der oben erwähnte Abstand L mit dem Standardwert nicht übereinstimmt, ist es notwendig, den Spurnachlaufknopf einzustellen, um das Wiedergabesteuersignal um eine solche Zeitspanne zu verzögern, daß ein normaler Spurnachlauf möglich ist. Die Einstellung des Spurnachlaufknopfes erfordert allerdings eine Maßnahme, während deren Ausführung das wiedergegebene Bild"beobachtet werden muß und der Knopf unter Ausführung einer Feineinstellung derart nachgestellt werden muß, daß kein Rauschen erzeugt wird. Die Einstellung des Spurnach-

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laufknopfes ist daher sehr kompliziert.

Während die unter Wiedergabe der erwähnten Steuerimpulse mit Hilfe einer Trommelservosteuerung ausgeführte Drehbewegungssteuerung der umlaufenden Trommel und der umlaufenden Magnetköpfe eine Steuerfunktion vorsieht, bei der die relative Position oder die positionsmäßige Beziehung zwischen jeder Spur und den umlaufenden Videoköpfen aufrecht erhalten wird, kann man diese bekannte Art der Drehbewegungssteuerung nicht als Spurnachlaufsteuerung ansprechen.

Demgegenüber wurde bereits in der deutschen Patentanmeldung P 30 30 981.0 eine Spurnachlaufsteuerung vorgeschlagen, bei der ein neuartiger Kopfbewegungsmechanismus vorhanden ist, der dazu dient, die Höhenposition des umlaufenden Kopfes zu verändern, und bei der der Kopfbewegungsmechanismus in Abhängigkeit vom Spurnachlauffehler des umlaufenden Kopfes so gesteuert wird, daß der Kopf der Spur sehr genau folgt, selbst wenn in der Spur auf dem Magnetband Schrägen oder Krümmungen existieren. Mit der vorgeschlagenen Anordnung kann man eine sehr genaue Spurnachlaufsteuerung selbst für den Fall ausführen, daß sich bei der Wiedergabe die Bandvorschubgeschwindigkeit von der Bandvorschubgeschwindigkeit bei der Aufzeichnung unterscheidet, wie es beispielsweise bei der Zeitlupenwiedergabe, Zeitrafferwiedergäbe oder Standbildwiedergabe der Fall ist. Man erhält ein gutes Wiedergabesignal, dessen durch Spurnachlauffehler verursachtes Rauschen gering ist.

Der oben vorgeschlagene Kopfbewegungsmechanisraus ist von neuartiger Konstruktion und nutzt das Prinzip eines Schaukelvorgangs aus. Ein Kopfbewegungsmechanismus aus einer Zweielementbiegeanordnung gehört allerdings zum Stand der Technik.

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Bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät mit einer Spursteuereinrichtung der beschriebenen Art ist es bei der Aufzeichnung erforderlich, den umlaufenden Kopf in einer vorbestimmten konstanten Höhenposition zu halten, damit die aufgezeichneten Spuren eine konstante Steigung haben. Folglich war es üblich, dem Kopfbewegungsmechanismus eine konstante Spannung zuzuführen, um eine konstante Höhenposition des umlaufenden Kopfes aufrecht zu erhalten.

Der umlaufende Kopf wird allerding im allgemeinen mit einer hohen Drehzahl gedreht, und zwar in einer Größenordnung von 30 U/s. Die Folge davon ist, daß der umlaufende Kopf mikroskopisch kleine Verschiebungen ausführt, selbst wenn man dem Kopfbewegungsmechanismus eine konstante Spannung zuführt. Es ist daher sehr schwierig, bei der Signalaufzeichnung Spuren mit konstanter Steigung vorzusehen, und zwar insbesondere bei kleiner Spursteigung. Bei einem einfachen magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät ist es darüber hinaus problematisch, den Kopfbewegungsmechanismus separat so fest zu haltern, daß sich der Kopfbewegungsmechanismus selbst während der Aufzeichnung nicht bewegt.

Somit ist es bei einem magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät mit dem oben erläuterten Kopfbewegungsmechanismus erwünscht, während der Aufzeichnung die Höhenposition des umlaufenden Kopfes auf einem konstanten Wert zu halten.

Es ist auch bereits eine andere Anordnung vorgeschlagen worden, bei der innerhalb einer Vertikalaustastperiode eines auf dem Magnetband aufgezeichneten Videosignals während der Aufzeichnung eine Wiedergabe über eine Periode von 1,5H vorgenommen wird, wobei H eine Horizontalabtastperiode bezeichnet, um die Höhenposition des umlaufenden Kopfes dadurch indirekt zu erfassen, daß der übersprechpegel zu benachbarten Spuren erfaßt wird. Aufgrund der erfaßten Information fin-

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det dann eine Steuerung statt, um die Höhenposition des umlaufenden Kopfes konstant zu halten. Da jedoch bei diesem Vorschlag die Wiedergabe innerhalb der oben angegebenen Periode während der Aufzeichnung stattfindet, kommt es während dieser Periode zu einem Ausfall an Information in dem aufgezeichneten Signal. Dadurch kann es zu einer Störung der Vertikalsynchronisation kommen.

Allgemeines Ziel der Erfindung ist es, ein magnetisches Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät mit einer Spursteuereinrichtung für den umlaufenden Kopf zu schaffen, bei dem die oben erläuterten Schwierigkeiten nicht auftreten.

Ein magnetisches Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät mit einer Spursteuereinrichtung für den umlaufenden Kopf zeichnet sich nach der Erfindung grundsätzlich dadurch aus, daß die Höhenposition des umlaufenden Kopfes während der Aufzeichnung erfaßt wird und daß aufgrund der erfaßten Information die Spursteuereinrichtung die Höhenposition des umlaufenden Kopfes so steuert, daß sie auf einem konstanten Wert gehalten wird.

Die Erfassung der Höhenposition des umlaufenden Kopfes geschieht nach der Erfindung durch direkte Feststellung der Höhenppsition ohne Signalaufzeichnung und anschließende Signalwiedergabe von einem Magnetband, und zwar durch direkte Erfassung der Höhenposition des Kopfes innerhalb eines Bereiches, in dem der umlaufende Kopf mit dem Magnetband nicht in Berührung steht.

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Die Erfindung wird im folgenden beispielshalber an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

F I G . 1 eine Draufsicht auf eine Magnetkopfanordnung zur Veranschaulichung der lagemäßigen Beziehung zwischen einem umlaufenden Magnetkopf und einem die Höhenposition des Kopfes erfaßenden Detektor,

F I G . 2 ein systematisches Blockschaltbild der wesentlichen Teile eines Ausführungsbeispiels eines magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegeräts nach der Erfindung,

F I G . 3 ein systematisches Blockschaltbild der wesentlichen Teile eines weiteren Ausführungsbeispiels eines magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegeräts nach der Erfindung,

FIG. 4a, 4b und 4c eine Ansicht der Unterseite einer umlaufenden oder rotierenden Trommel, eine Querschnittsansicht einer Trommelanordnung und eine perspektivische Ansicht der Unterseite eines Schwenk- oder Schwingglieds, und zwar bei einem Ausführungsbeispiel eines Kopfbewegungsmechanismus, der in dem magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät nach der Erfindung verwendet wird.

F I G . 5 eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kopfhohenpositxonsdetektors, der in dem Gerät nach der Erfindung verwendet wird,

F I G . 6 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines umlaufenden oder rotierenden Magnetkopfes,

F I G . 7 ein Schaltbild einer Ausführungsvorm eines Lichtempfangsteils im Detektor nach der Fig. 5»

F I G . 8 grafische Darstellungen von Signalen, die im Lichtempfangsteil nach der Fig. 7 auftreten, einschließlich des Ausgangssignals, zur Erläuterung des Vorgangs zur Gewinnung des Detektorausgangssignals,

F I G . 9 eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kopfhöhenpositionsdetektors,

FIG. 10 eine grafische Darstellung· des Ausgangssignals des Detektors nach der Fig. 9,

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F I G . 11 ein Schaltbild einer Ausführungsform einer im Detektor nach der Fig. 9 benutzten Schaltungsanordnung und

FIG. 12 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Kopfhöhenposition3detektors.

Eine in der Fig. 1 dargestellte Führungstrommel 10 enthält eine rotierende oder umlaufende obere Trommel 11 und eine feststehende untere Trommel 12, die unterhalb der umlaufenden oberen Trommel 11 angeordnet ist. Ein von Führungsstiften 14a und 14b geführtes Magnetband 13 ist schräg um ein Stück der Führungstrommel 10 gewunden und steht dementsprechend mit der Führungstrommel 10 über einen Winkelbereich in Berührung, der geringfügig größer als 180° ist. Rotierende oder umlaufende Magnetköpfe 15a und 15b werden von Kopfbewegungsmechanismen 16a und 16b getragen und sind an einander gegenüberliegenden Stellen der oberen Trommel 11 angebracht. Die obere Trommel 11 wird beispielsweise mit einer Drehzahl von 1800 U/min gedreht, und auf dem Magnetband wird von den Köpfen 15a und 15b abwechselnd ein Videosignal in Spuren aufgezeichnet, die in bezug auf die Längsrichtung des Magnetbands 13 schräg verlaufen.

Für die Kopfbewegungsmechanismen 16a und 16b kann man jeweils eine bekannte Zweielementbiegeanordnung verwenden, bei der zwei piezoelektrische Platten mit entgegengesetzter Biegerichtung über eine leitfähige flexible Platte miteinander verklebt sind. In diesem Fall ist das eine Ende der Zweielementbiegeanordnung fest angebracht, und der umlaufende Magnetkopf ist am anderen freien Ende der Zweielementbiegeanordnung befestigt. In Abhängigkeit von der Polarität und dem Betrag der an die Zweielementbiegeanordnung gelegten Spannung dehnt sich die eine der piezoelektrischen Platten aus, wohingegen sich die andere zusammenzieht, so daß der Magnetkopf bezüglich der Richtung der Spurbreite verschoben wird.

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Innerhalb der feststehenden unteren Trommel 12 ist beispielsweise ein Magnetkopfhöhenpositionsfühler oder -detektor 17 vorgesehen, der die Höhenpositionen der umlaufenden Köpfe 15a und 15b während des Aufzeichnungsbetriebs des magnetischen Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegeräts erfaßt. Der Fühler oder Detektor 17 ist an einer vorbestimmten Position innerhalb eines Bereiches angeordnet, in dem das Magnetband 13 mit der Führungstrommel 10 nicht in Berührung steht. Der Detektor 17 muß nicht innerhalb der Führungstrommel 10 vorgesehen sein. Er kann auch außerhalb der Führungstrommel 10 angeordnet werden. Der Detektor 17 erfaßt die Höhenpositionen der umlaufenden Köpfe 15a und 15b immer dann, wenn die Köpfe beim Detektor 17 vorbeilaufen.

An Hand der Fig. 2 soll ein Blockschaltbild mit den wesentlichen Teilen eines ersten Ausführungsbeispiels eines Geräts nach der Erfindung erläutert werden.

Bei der Signalaufzeichnung wird ein vom Kopfhöhenpositionsdetektor 17 abgegebenes Erfassungssignal einem Schalter 21 zugeführt, der über einen Anschluß 22 in Abhängigkeit von der Drehstellung der umlaufenden oberen Trommel Umschaltimpulse erhält. Unter der Einwirkung der Trommelumschaltimpulse am Anschluß 22 leitet der Schalter 21 das Höhenpositionserfassungssignal des umlaufenden Kopfes 15a und das Höhenpositionserfassungssignal des umlaufenden Kopfes 15b an eine Abtast- und Halteschaltung 23a bzw. an eine Abtast- und Halteschaltung 23b weiter. Die Abtast- und Halteschaltungen 23a und 23b tasten die Pegel der Höhenpositionserfassungssignale ab und speichern den abgetasteten Signalwert für eine Umdrehung oder Umlaufperiode (d.h. für 1/30 s) von jedem der umlaufenden Köpfe.

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Die von den Abtast- und Halteschaltungen 23a und 23b gespeicherten bzw. gehaltenen Pegel werden Vergleichern 24a und 24b zugeführt, in denen diese Pegel mit einem Referenzspannungspegel verglichen werden, der von einem Referenzspannungsgenerator 25 geliefert wird. Der Referenzspannungsgenerator 25 gibt eine Spannung ab, die einer vorbestimmten Referenzhöhenposition der umlaufenden Köpfe 15a und 15b entspricht. Die Vergleicher 24a und 24b erzeugen aufgrund des jeweiligen Vergleichs Fehlersignale, die den jeweiligen Abweichungen der Höhenposition der Köpfe 15a 15b von der Referenzhöhenposition entsprechen. Die Fehlersignale der Vergleicher 24a und 24b werden über Verstärker 26a und 26b Ausgangsanschlüssen 27a und 27b zugeführt. Die an den Ausgangsanschlüssen 27a und 27b anliegenden Signale gelangen als Steuersignale zu den Kopfbewegungsmechanismen 16a und 16b.

Die Kopfbewegungsmechanismen 16a und 16b steuern die umlaufenden Magnetköpfe 15a und 15b in Abhängigkeit von den Steuersignalen in einer solchen Weise, daß die Höhenpositionen der umlaufenden Köpfe 15a und 15b stets die vorbestimmte Referenzhöhenposition einnehmen. Die umlaufenden Köpfe 15a und 15b werden somit wenigstens beim Überfahren des Magnetbands 13 in der vorbestimmten Referenzhöhenposition gehalten, so daß bei der Aufzeichnung des Signals Spuren mit konstanter Spursteigung erzeugt werden.

Das Blockschaltbild nach der Fig..3 zeigt die wesentlichen Teile eines zweiten Ausführungsbeispiels eines nach der Erfindung ausgebildeten Geräts. In der Fig. 3 sind diejenigen Teile, die mit Teilen nach der Fig. 2 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen versehen.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel werden die Ausgangssignale der Abtast- und Halteschaltungen 23a und 23b einem Vergleicher 31 zugeführt, der die ihm zugeführten

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Signalpegel miteinander vergleicht. Das am Ausgangs des Vergleichers 31 auftretende Fehlersignal wird über einen Verstärker 32 an einen Ausgangsanschluß 33 gelegt und als Steuersignal herangezogen. Da der Vergleicher 31 die an den Ausgängen der Abtast- und Halteschaltungen 23a und 23b auftretenden Signale miteinander vergleicht, bei denen es sich um die Höhenpositionserfassungssignale des Kopfes 15a bzw. des Kopfes 15b handelt, ist das vom Vergleicher 31 gelieferte Fehlersignal ein Signal, das der Differenz zwischen den Höhenpositionen der Köpfe 15a und 15b entspricht. Dieses Ausführungsbeispiel ist zur Verwendung in einem Kopfbewegungsmechanismus geeignet, bei dem die Höhenpositionen der umlaufenden Köpfe so gesteuert werden, daß das Ausgangssignal des Vergleichers 31 Null wird. Dies bedeutet, daß die Höhenpositionen der beiden Magnetköpfe gleich werden. Der Schaltungsaufbau dieses zweiten Ausführungsbeispiels ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel einfacher.

Ein Beispiel eines Kopfbewegungsmechanismus, und zwar insbesondere eines Kopfbewegungsmechanismus, dem ein Steuersignal zugeführt wird, wie man es mit der Anordnung nach der Fig. 3 erhält, und der in der Lage ist, die Höhenposition der Köpfe zu steuern, soll im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 4A, 4B und 4c erläutert werden. Bezüglich der Einzelheiten dieses Mechanismus wird auf die deutsche Patentanmeldung P 30 30 981.0 verwiesen.

Die sich drehende obere Trommel 11 ist am oberen Ende einer sich drehenden Welle 40 fest angebracht, die sich durch die Mitte der festen unteren Trommel 12 erstreckt und darin drehbar gehaltert ist. Die Obere Trommel 11 wird beispielsweise mit einer vorbestimmten Drehzahl von 1800 U/min gedreht, und zwar mit Hilfe eines nicht dargestellten Trommelantriebsmotors, der die Welle 40 antreibt.

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Vie aus der Fig. 4B hervorgeht, weist der Mittenabschnitt der drehbaren oberen Trommel 11 ein verlängertes Stück einer Büchse oder Hülse 41 auf, die einstückig mit der oberen Trommel 11 ausgebildet ist. Die Drehwelle 40 erstreckt sich koaxial durch den Mittenabschnitt der Büchse 41. Ein Schwungrad 42 wird gemeinsam mit der Drehwelle 40 gedreht, und am Schwungrad 42 ist ein sich drehendes Wicklungshalterungsteil 43 eines rotierenden Transformators befestigt. Zwischen dem Schwungrad 42 und einem festen Wicklungshalterungsteil 44 des umlaufenden Transformators befindet sich ein winziger Spalt. Das Wicklungshalterungsteil 44 ist an der feststehenden unteren Trommel 12 angebracht.

Die umlaufenden Köpfe 15a und 15b sind an bogenförmigen Jochen 46a und 46b aus ferromagnetisehern Material mit Hilfe von Kopfhalterungen 45a und 45b befestigt, die aus einem nicht magnetischen Material bestehen. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Köpfe 15a und 15b und in entsprechender Weise die Joche 46a und 46b um 180° gegeneinander versetzt sind. Die Joche 46a und 46b haben einen U-förmigen Querschnitt, und in ihrer U~förmigen Ausnehmung sind Permanentmagneten 47a und 47b angebracht. Weiterhin sind die Joche 46a und 46b mit ferromagnetisehen Platten 48b und 48c einstückig ausgebildet, die in ihrem Mittenabschnitt eine gemeinsame Öffnung 48a haben und gemeinsam ein in der Fig. 4C dargestelltes Schwingglied 48 bilden. Die Öffnung 48a des Schwingglieds 48 ist drehbar auf der Drehwelle 40 zusammen mit einer zentrischen Öffnung in einem Stützteil 49 gehaltert und auch durch das Stützteil 49 gemeinsam bezüglich der Buchse 41 fest angebracht. Das Schwingglied 48 dreht sich unter Ausführung einer Schaukel- oder Pendelbewegung in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung gemäß der Fig. 4b bzw. senkrecht zur Bildebene der Fig. 4A und hat ein Drehgelenkglied 51 mit DrehgelenkvorSprüngen 51a und 51b. Das Mittenloch des den Drehstützpunkt darstellenden

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Drehgelenkglieds 5^ ist im Verlängerungsstück der Hülse fest eingesetzt. Wenn somit der umlaufende Kopf 15a bei der Darstellung nach der Fig. 4 um einen gewissen Betrag nach oben (oder nach unten) verschoben wird, führt der umlaufende Kopf 15b eine Verschiebung um den selben Betrag nach unten (oder nach oben) aus.

Die Drehung bzw. Verschwenkung des Schwingglieds 48 ist somit eine Neigung in einer bestimmten Richtung und um einen bestimmten Betrag. Diese Neigungsgrößen hängen von dem Betrag und der Polarität des Antriebsstromes ab, der durch eine Antriebswicklung 52 fließt, die um einen zylindrischen Spulenwicklungskern gewickelt ist, der in die U-förmige Ausnehmung der Joche 46a und 46b ragt, wie es in der Fig. 4B zu sehen ist. Die Neigung erfolgt somit aufgrund magnetischer Kräfte angesichts des Zusammenwirkens zwischen dem Antriebsstrom durch die Antriebswicklung 52 und dem Magnetfeld der Permanentmagneten 47a und 47b aufgrund der bekannten Dreifingerregel. Diese Drehung oder Verschwenkung des Schwingglieds 48 findet auch statt, wenn sich das Schwingglied 48 zusammen mit der umlaufenden oberen Trommel 11 dreht.

Durch die Drehversetzung oder Verschwenkung des Schwingglieds 48, wobei das Schwingglied 48 gemeinsam mit der umlaufenden oberen Trommel 11 gedreht wird und um die Drehgelenkvorsprünge 51a und 51b des Drehgelenkglieds 51 in einer Ebene geschwenkt wird, die senkrecht auf der Drehebene der umlaufenden oberen Drehtrommel 11 steht, werden die umlaufenden Köpfe 15a und 15b in Abhängigkeit von der am Ausgangsanschluß 13 auftretenden Steuerspannung so gesteuert, daß beim Überstreichen des Magnetbands ihre Höhenpositionen gleich sind.

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An der Drehwelle 40 ist ein Drehkörper 53 fest angebracht, in den Magnete 54a und 54b eingebettet sind, und zwar an einander diametral gegenüberliegenden' Stellen. Wenn sich der Drehkörper 53 gemeinsam mit der umlaufenden oberen Trommel 11 dreht, erzeugt ein Abnehmerkopf 55 immer dann einen Trommelimpuls, wenn an ihm einer der beiden Magnete 54a und 54b vorbeiläuft. Diese Trommelimpulse des Abnehmerkopfes 55 werden dem Anschluß 22 zugeführt.

Als nächstes soll ein Ausführungsbeispiel des Kopfhöhenpositionsdetektors 17 beschrieben werden. Bei dem in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein von einer Lichtquelle 60 stammender Strahl auf die Unterseite des umlaufenden Kopfes 15a (15b) geworfen. Wie es in der Fig. 6 dargestellt ist, hat die Unterseite des umlaufenden Kopfes 15a (15b) eine spiegelartige Oberfläche, die mit einer Aluminiumschicht oder einem Aluminiumfilm 62 belegt ist, um die Lichtreflexion zu verbessern. Der von der Lichtquelle 50 ausgesandte Strahl wird von der Unterseite des umlaufenden Kopfes 15a (15b) reflektiert und von einem Lichtempfangsteil 61 empfangen.

Wenn man den Winkel zwischen der Richtung des Lichtstrahls und der zur Reflexionsoberfläche des Magnetkopfes 15a (15b) senkrecht verlaufenden Richtung mit θ bezeichnet und wenn sich der Magnetkopf 15a (15b) beispielsweise um eine Strecke 1 nach oben und unten verschieben kann, ändert sich die Auffallposition des Lichtstrahls auf dem Lichtempfangsteil 61 in der Richtung eines eingezeichneten Pfeils X um eine Strecke von 21 tan Θ. Macht man den Winkel θ größer als 26,6°, wird die Strecke 21 tan θ größer als die Verschiebestrecke 1 des umlaufenden Kopfes 15a (15b). Die Auf- und Abwärtsbewegung des umlaufenden Kopfes 15a (15b) kann man somit als vergrößerte Bewegungsstrecke erfassen. Da ein Abstand h von der Unterseite des Kopfes 15a (15b) zum Beginn eines Spalts 63 im Kopf 15a (15b)

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konstant ist, kann man die Höhenposition des Spalts 63 durch Erfassen der Höhenposition der Unterseite des umlaufenden Magnetkopfs 15a (15b) genau feststellen.

Als Lichtempfangsteil 61 kann man beispielsweise einen in der Fig. 7 dargestellten Halbleiterbildfühler verwenden, sofern dieser in der Lage ist, die Bewegung des von der Kopfunterseite reflektierten Lichtpunkts zu erfassen. Das Lichtempfangsteil 61 enthält beispielsweise η lichtempfindliche Wandlerelemente 65a bis 65n, die in einer Reihe nebeneinander in einem Abstand von einem oder einigen Mikrometern angeordnet sind. An die Wandlerelemente 65a bis 65n ist jeweils ein Schalter Sa bis Sn angeschlossen. Die Schalter Sa bis Sn werden von einem Abtaster 66 aufeinanderfolgend im Zeitaufteilungsverfahren geschlossen. Die vom Abtaster 66 ausgeführte Abtastung wird unmittelbar gestartet, nachdem der Magnetkopf 15a (15b) den Detektor 17 passiert hat.

Das Ausgangssignal eines lichtempfindlichen Wandlerelements, das bei der vom Abtaster 66 vorgenommenen Abtastung Licht empfängt und die elektrische Ladung speichert, wird an einem Ausgangsanschluß 67 abgenommen und ist in der Fig. 8 bei (A) dargestellt. Durch Messen der Zeit T vom Beginn der Abtastung bis zum Auftreten des Abtastsignals kann man feststellen, von welchem lichtempfindlichen Wandlerelement das Ausgangssignal stammt. Somit kann man feststellen, bei welcher Position der vom Kopf reflektierte Strahl empfangen wurde.

Das in der Fig. 8 bei (A) dargestellte Ausgangssignal, das am Ausgangsanschluß 67 auftritt, tastet eine in der Fig. 8 bei (B) dargestellte Sägezahnschwingung ab, die mit dem Start der Abtastung durch den Abtaster 66 synchronisiert ist und mit ihrem Signalanstieg beim Start der Abtastung beginnt. Das Abtasten der Sägezahnspannung geschieht in

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einer nicht dargestellten Schaltung in einer dem Abtaster nachgeschalteten Stufe. Aufgrund der Abtastung der Sägezahnschwingung erhält man das in der Fig. 8 bei (C) dargestellte Gleichspannungssignal. Der Pegel dieses Gleichspannungssignals entspricht der Höhenposition des umlaufenden Kopfes 15a (15b) und erscheint am Ausgang des Detektors 17.

Die Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Höhenpositionsdetektors 17. Auf der Unterseite des umlaufenden Magnetkopfes 15a (15b) ist eine leitfähige Schicht oder ein leitfähiger Film 71 aufgebracht, wobei es sich um einen aufgedampften Aluminiumfilm handelt. Der leitfähige Film 71 ist über eine Verbindungsleitung 72 mit der umlaufenden oberen Trommel 11 verbunden, die geerdet oder an Masse angeschlossen ist. Eine feststehende Elektrode 70 ist an der feststehenden unteren Trommel 12 so befestigt, daß das obere Ende der feststehenden Elektrode 70 einen kleinen Spalt zwischen der oberen Stirnseite der Elektrode 70 und dem leitfähigen Film 71 des umlaufenden Kopfes 15a (15b) begrenzt.

Somit werden zwischen der feststehenden Elektrode 70 und dem leitfähigen Film 71 auf der Unterseite des Kopfes 15a (15b) sowie zwischen der feststehenden Elektrode' 70 und einer Bodenfläche 73 der umlaufenden oberen Trommel Kapazitäten C1 und C2 gebildet. Da der Abstand zwischen der festen Elektrode 70 und dem leitfähigen Film 71 kleiner als der Abstand zwischen der festen Elektrode 70 und der Bodenfläche 73 der umlaufenden oberen Trommel 11 ist, besteht zwischen den beiden Kapazitäten die folgende Beziehung: C1 y- C2. Beim Umlauf oder bei der Drehbewegung der oberen Trommel 11 kann man an der feststehenden Elektrode 70 eine Kapazitätsänderung feststellen, wie es in der Fig. 10 dargestellt ist. Der Wert der Kapazität C1 entspricht dem Spalt zwischen dem leitfähigen Film 71 und der

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feststehenden Elektrode 70. Diese Kapazität entspricht somit der Höhenposition des umlaufenden Kopfes 15a (15b). Die Höhenposition des umlaufenden Kopfes kann man somit durch Erfassen der Kapazitätsänderung gegenüber der Kapazität C2 zwischen der Elektrode 70 und der unteren Bodenfläche 73 der Trommel 11 erfassen.

Ein Ausführungsbeispiel der oben erläuterten Erfassungsschaltung ist in der Fig. 11 dargestellt. Ein Kondensator C verkörpert die veränderliche Kapazität und bildet zusammen mit einem Widerstand R und einer Spule L eine Reihenresonanzschaltung. An diese Reihenresonanzschaltung ist eine Hochfrequenzspannung E gelegt. Die Frequenz der Hochfrequenzspannung E ist so ausgewählt, daß sie nahe bei der Resonanzfrequenz des Reihenresonanzkreises liegt oder mit der Resonanzfrequenz übereinstimmt. Die Hochfrequenzspannung E wird einem Phasenvergleicher 75 zugeführt, der einen Phasenvergleich der Hochfrequenzspannung E mit einer Spannung Ec vornimmt, die am Kondensator C abfällt. Das Ausgangssignal des Phasenvergleichers 75 stellt das Ausgangssignal des Detektors 17 dar und erscheint an einem Ausgangsanschluß 76.

Die Phasendifferenz zwischen der Hochfrequenzspannung E und der Kondensatorspannung Ec ändert sich in Abhängigkeit von der Änderung der Kapazität des Kondensators C. Die ausgangsseitige Phasenfehlerspannung des Phasenvergleichers 75 ändert sich daher ebenfalls in Abhängigkeit von der Änderung in der Kapazität des Kondensators C. Die Phasenfehlerspannung, die bei der maximalen Kapazität des Kondensators C auftritt, wird als Höhenpositionserfassungsspannung des umlaufenden Kopfes 15a (15b) verwendet.

Die Fig. 12 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Höhenpositionsdetektor. Man kann einen Höhenpositionsdetektor 80 erkennen, der außerhalb der

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unteren Trommel 12 angeordnet ist. Der Strahl von einer Lichtquelle 81 wird von einem halbdurchlässigen Spiegel reflektiert und über eine Linse 83 auf die Vorderseite des unteren Teils des Kopfes 15a (15b) fokussiert. Der vom Kopf reflektierte Strahl gelangt über die Linse 83, den halbdurchlässigen Spiegel 82 und eine weitere Linse 84 zu einem Lichtempfangsteil 85. Das Lichterapfangsteil 85 kann beispielsweise einen Halbleiterbildfühler aufweisen, der der Anordnung nach der Fig. 7 ähnlich ist.

¥ie man der Fig. 12 entnehmen kann, ist die Gesamtanordnung so getroffen, daß beim Umlauf der oberen Trommel 11 immer dann ein Lichtstrahl auf das Lichtempfangsteil fällt, wenn der Magnetkopf 15a (15b) an der Linse 83 vorbeiläuft. Darüber hinaus ändert sich in Abhängigkeit von der Änderung der Höhenposition des umlaufenden Kopfes 15a (15b) der Bereich, mit dem der Strahl auf die lichtempfindlichen Wandlerelemente des Bildfühlers des Lichtempfangsteils 85 trifft. Die Höhenposition des Kopfes kann man somit dadurch erfassen, daß man den Bereich erfaßt, mit dem der Strahl auf jedes der lichtempfindlichen Wandlerelemente fällt.

Die Erfindung ist auf die erläuterten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre sind zahlreiche verschiedenartige Abwandlungen und Modifikationen denkbar.

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Claims

Pcdenlcmwölte .: .

Reichel u. Reichel . ; : i : g

6 Frankfurt a. M. 1
Parksiraße 13

VICTOR COMPANY OF JAPAN, LTD., Yokohama-City, Kanagawa-Ken,

Japan

Patentansprüche

1J Magnetisches Aufzeichnungs- und bzw. oder Wiedergabegerät mit einer Spursteuereinrichtung zum Ausführen einer Spursteuerung in Abhängigkeit von einem der Spursteuereinrichtung zugeführten Steuersignal durch Verändern der Höhenposition eines umlaufenden Kopfes, der sich zum Aufzeichnen und bzw. oder Wiedergeben von Signalen in schrägen Spuren auf einem Magnetband dreht,
gekennzeichnet durch

eine Detektoreinrichtung (17) zum Erfassen der Höhenposition des umlaufenden Kopfes bei einer vorbestimmten Position innerhalb eines Drehbereiches des Kopfes, in dem der umlaufende Kopf mit dem Magnetband nicht in Berührung steht, und

eine Steuersignalerzeugungseinrichtung (21 bis 25, 31) zum Bilden des Steuersignals in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Detektoreinrichtung und zum Zuführen des Steuersignals zu der Spursteuereinrichtung, um die Höhenposition des umlaufenden Kopfes so zu steuern, daß die Höhenposition konstantgehalten wird.
2. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung enthält:

eine Einrichtung (23a, 23b) zum Bilden eines Spannungspegels, der dem Ausgangssignal der Detektoreinrichtung entspricht,

eine Einrichtung (25) zum Erzeugen einer Referenzspannung,

eine Vergleichereinrichtung (24a, 24b) zum Vergleichen des gebildeten Spannungspegels mit dem Pegel der Referenzspannung und

eine Einrichtung (26a bis 27b) zum Zuführen des Ausgangssignals der Vergleichereinrichtung zur Spursteuereinrichtung.

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3. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei umlaufende Köpfe vorgesehen sind und eine Trommelimpulserzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Trommelimpulses in Abhängigkeit von de'r Drehstellung der umlaufenden Köpfe vorhanden ist, daß die Spursteuereinrichtung eine erste und eine zweite Höhenpositionssteuereinrichtung zum getrennten Steuern der Höhenpositionen der beiden umlaufenden Köpfe aufweist und daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung enthält: einen Schalter (21) zum Trennen der erfaßten Ausgangssignale der Detektoreinrichtung unter Verwendung der Trommelimpulse in ein dem einen umlaufenden Kopf und ein dem anderen umlaufenden Kopf entsprechendes erfaßtes Ausgangssignal, eine erste und eine zweite Abtast- und Halteschaltung (23a, 23b) zum Abtasten und Halten der getrennten erfaßten Ausgangssignale, eine Schaltung (25) zum Bereitstellen einer Referenzspannung und eine erste und eine zweite Vergleicherschaltung (24a, 24b) zum Vergleichen der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Abtast- und Halteschaltung mit der Referenzspannung, wobei die erste und die zweite Vergleicherschaltung ihre Ausgangssignale an die erste und die zweite Höhenpositionssteuereinrichtung liefern.
4. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß zwei umlaufende Köpfe vorgesehen sind und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Trommelimpulses in Abhängigkeit von der Drehstellung der Magnetköpfe vorhanden ist, daß die Spursteuereinrichtung einen Schwingkörper (48), an dessen beiden Enden die Magnetköpfe angebracht sind, eine Vorrichtung (51), die den Schwingkörper so haltert, daß er eine Schaukelbewegung ausführen kann, und eine Antriebseinrichtung (52) aufweist, die den Schwingkörper in Abhängigkeit von einer ihr zugeführten Wechselstrom-Fehlersignalkomponente in einer einer Schaukelbewegung entsprechenden Weise schwingen läßt, und daß die Steuersignalerzeugungseinrichtung enthält: einen Schalter (21) zum Trennen des erfaßten Ausgangssignals der

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Detektoreinrichtung durch die Trommelimpulse in Ausgangssignale, die jeweils einem umlaufenden Kopf zugeordnet sind, eine erste und eine zweite Abtast- und Halteschaltung (23a, 23b) zum Abtasten und Halten der getrennten erfaßten Ausgangssignale und eine Vergleicherschaltung (31) zum Vergleichen der Ausgangssignale der ersten und der zweiten Abtast- und Halteschaltung miteinander, wobei die Vergleicherschaltung ihr Ausgangssignal der Antriebseinrichtung der Spursteuereinrichtung zuführt.
5. Gerät nach Anspruch 1, ·
dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung enthält: eine Lichtquelle (60, 81) zum Abgeben eines Lichtstrahls in Richtung auf den umlaufenden Kopf, ein Lichtempfangsteil (61, 65a bis 65n, 85) zum Empfangen des vom umlaufenden Kopf reflektierten Strahls und eine Einrichtung (Sa bis Sn, 66) zum Gewinnen eines Signals, das der Lichtempfangsposition des Lichtempfangsteils bzw. der Höhenposition des umlaufenden Kopfes entspricht.
6. Gerät nach Anspruch 5,'

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung an einer feststehenden Trommel (12) vorgesehen ist, die zusammen mit einer umlaufenden Trommel (11), an der der umlaufende Kopf vorgesehen ist, ein Trommelpaar bildet, daß die Lichtquelle (60) den Strahl in Richtung auf die Unterseite des umlaufenden Kopfes (15a, 15b) abgibt und daß das Lichtempfangsteil (61) den von der Unterseite des umlaufenden Kopfes reflektierten Strahl empfängt.

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7. Gerät nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung außerhalb einer umlaufenden Trommel,, an der der umlaufende Kopf angebracht ist, und außerhalb einer feststehenden Trommel vorgesehen ist, die zusammen mit der umlaufenden Trommel ein Trommelpaar bildet, daß der Strahl der Lichtquelle (81) auf die vorderseitige Oberfläche des umlaufenden Kopfes gerichtet ist und daß das Lichtempfangsteil (85) den vom umlaufenden Kopf reflektierten Strahl empfängt.
8. Gerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung enthält: eine feststehende Elektrode (70) zum Bereitstellen einer Kapazität zwischen sich und dem umlaufenden Kopf, wobei sich die Kapazität in Abhängigkeit von dem Spalt zwischen dem umlaufenden Kopf und der feststehenden Elektrode bzw. in Abhängigkeit von der Höhenposition des. umlaufenden Kopfes ändert, eine Reihenresonanzschaltung (R, L) unter Einschluß der Kapazität (C), eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Hochfr.equenzspannung (E) und einen Phasenvergleicher (75) zum Phasenvergleich der Hochfrequenzspannung mit der an der Kapazität abfallenden Spannung und zum Weiterleiten des aufgrund des Vergleichs hervorgehenden Fehlersignals als das erfaßte Ausgangssignal der Detektoreinrichtung.

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