JP2898991B2

JP2898991B2 - 回転制御装置

Info

Publication number: JP2898991B2
Application number: JP63154515A
Authority: JP
Inventors: 哲也涌井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1988-06-21
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2014-06-02
Also published as: DE3920164A1; JPH01321887A; US5067033A; DE3920164C2

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は記録媒体とヘツドとを相対的に移動させるた
めの回転体の回転制御装置に関する。

（従来の技術）従来より、たとえばヘリカルスキヤン方式のビデオテ
ープレコーダの回転ヘツドドラム駆動系等においては、
磁気テープ上の記録トラツクを回転ヘツドドラム側に取
り付けられた磁気ヘツドで高速且つ極めて高精度にスキ
ヤンしなければならないため、その回転ヘツドドラムや
磁気テープを走行させるキヤプスタン等の回転を常に所
定の条件となるよう制御するサーボ装置が備えられてい
る。

回転ヘツドドラムのドラムサーボ装置としては、たと
えば、回転ヘツドドラムの回転数に応じてパルス信号を
発生する所謂FGパルスを検出し、ヘツドドラムの回転数
が常に一定目標値となるよう速度サーボをかける速度サ
ーボ方式、また回転ヘツドドラムの回転位相を表わす所
謂PGパルスを検出して正確な基準信号と位相比較し、回
転ヘツドドラムの回転位相を常に目標値に制御するよう
な位相サーボ方式等が用いられていた。

そしてFGパルスによる速度サーボは、回転ヘツドドラ
ムの起動時等、大きな変動に対して回転数を一定に制御
するのに適し、PGパルスによる位相サーボは、回転ヘツ
ドドラムの小さな変動に対する制御系で、回転ヘツドド
ラムの回転位相を制御するのに適しており、これらのサ
ーボ装置を用いて、回転ヘツドドラムを高精度に回転制
御することができる。

（発明の解決しようとする問題点）しかしながら上述のサーボ方式はいずれも回転ヘツド
ドラムあるいはその駆動用モータに配されている位置情
報（FG,PG）により回転サーボ方式であるため、回転ヘ
ツドドラムの回転については高精度に安定化することが
でき、記録時には何等問題は生じないが、再生時には、
記録時における位置ずれ、位置情報自体の精度、磁気テ
ープののび等の媒体自体の機械的変化、さらにはテープ
走行系において生じる振動等により、ジツタを生じ、再
生画面に横ゆれ現象等を生じる欠点があり、従来のよう
に回転体からの回転位置情報だけの回転制御では、上述
の再生時における時間軸の変化に対処することができな
かった。

（問題点を解決するための手段）本発明は上述した問題点を解決することを目的として
なされたもので、その特徴とするところは、ヘッドを備
え、記録媒体に対して前記ヘッドを相対的に移動させる
ための回転体と、前記回転体の回転速度に応じて出力さ
れる速度検出用パルス信号に基づいて速度偏差を検出
し、速度サーボを行う速度サーボ手段と、前記回転体の
回転位相に応じて出力される位相検出用パルス信号に基
づいて位相誤差を検出し、位相サーボを行う位相サーボ
手段と、前記記録媒体の再生時、前記位相サーボ手段に
より前記回転体が位相ロック状態となったことを検出し
て、前記記録媒体より再生された再生信号中に含まれる
同期信号に前記回転体を同期させて回転制御する制御手
段とを備えることにより、再生時には常に記録媒体上の
信号に対するヘッドのスキャンニング速度を相対的に一
定に制御することができ、時間軸の変動のない良好な再
生画面を得ることの可能な回転制御装置にある。

（実施例）以下、本発明の回転制御装置を、図面を参照しながら
その一実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明の回転制御装置をヘリカルスキヤン式
ビデオテープレコーダに適用した場合の一例を示すブロ
ツク図である。

同図において、１は図示しない回転ヘツドドラム外周
に配され、該ドラムに巻装された磁気テープＴに記録ま
たは再生を行うための磁気ヘツド、２は磁気ヘツド１を
取り付けた回転ヘツドドラムを回転駆動するドラム回転
用モータ、３は回転ヘツドドラムまたはドラム回転用モ
ータの回転に応じてパルス信号を発生するFGパルス発生
器、４はヘツドドラムの回転位相を検出するためのPGパ
ルスを発生するPGパルス発生器、５はFGパルス発生器３
より出力されたFGパルスをＦ−Ｖ変換することによって
速度エラー電圧を発生させる速度比較器としてのＦ−Ｖ
変換回路、６はPGパルス発生器４より出力されたPGパル
スを後述の基準信号発振器の基準信号と位相比較するこ
とにより、位相エラー電圧を発生する位相比較器、７は
位相比較器６に位相比較用の基準パルスを供給する基準
信号発振器である。

ここで速度比較器5,位相比較器６の構成については、
種々の方法が考えられるが、次にその一例を説明する。

第２図はFGパルスを入力して速度エラー電圧を発生す
る速度比較器５の動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。

速度比較器５は同図（ａ）に示すFGパルスが入力され
ると、同図（ｂ）に示すように、FGパルスの立ち上りに
応じてスタートし、２つ目のFGパルスの立ち上りのタイ
ミングでリセットされる。すなわちFGパルスの倍の周期
のランプ電圧を発生させる。そして同図（ｃ）に示すよ
うに、ランプ電圧が発生してから次に発生したFGパルス
の立ち上りのタイミングで同図（ｂ）のランプ電圧をサ
ンプリングするためのサンプルホールドパルスを発生さ
せ、同図（ｄ）に示すようにホールドした電圧をFGパル
スの２倍の周期で速度エラー電圧として出力する。

したがってFGパルスの周期が安定していれば（t₁期
間）、同図（ｃ）のサンプルホールドパルスによって常
にランプ電圧の中点の電圧Ｖがホールドされるため、速
度エラー電圧はその中点の電位で一定となる。そしてモ
ータの回転速度が遅くなってFGパルスの幅及び周期が長
くなるとランプ電圧のサンプリングポイントが高い方へ
ずれるため、ホールドされる速度エラー電圧が高い方へ
と推移する（t₂期間）。

またモータ回転速度が速くなってFGパルスの周期，パ
ルス幅が短くなるとランプ電圧のサンプリングポイント
が低い方へずれるため、出力される速度エラー電圧が低
い方へずれるため、出力される速度エラー電圧が低い方
へと推移する（t₃期間）。

以上のようにして、FGパルスからモータの回転速度の
誤差の情報を含んだ速度エラー電圧をFGパルスの倍の周
期で発生させることができる。

第３図はPGパルスを入力して位相エラー電圧を発生す
る位相比較器６の動作を説明するためのタイミングチヤ
ートである。

位相比較器６は、同図（ａ）に示す基準信号発振器７
からの基準パルス信号を入力し、同図（ｂ）に示すよう
に、基準パルスの立ち上りに応じてスタートし、次の基
準パルスの立ち上りのタイミングでリセットされる、す
なわち基準パルスの倍の周期のランプ電圧を発生させ
る。またこの基準パルスの周期は位相同期時の正常なPG
パルス発生間隔に説定されている。そして同図（ｃ）に
示すようにPGパルスが入力されるたびに、これをサンプ
リングホールドパルスとして同図（ｂ）のランプ電圧を
サンプリングし、同図（ｄ）に示すようにそのホールド
電圧をPGの２倍の周期で出力する。

したがって位相ロツク状態で、PGパルスが常に正常な
タイミングで入力されている場合は、常にランプ電圧の
中点をサンプルホールドしているので、その電圧は一定
値となるが、基準パルスに対してPGパルスの位相がずれ
ると、PGパルスによる同図（ｂ）のランプ電圧波形のサ
ンプリングポイントがずれるため、同図（ｄ）のホール
ド電圧が変化する。

以上のようにして、PGパルスからモータの回転速度の
誤差の情報を含んだ位相エラー電圧をPGパルスの周期で
発生させることができる。

再び第１図に戻り、８は位相比較器６でPGパルスと基
準信号発振器７の基準パルスと位相が同期してロツク状
態となったことを検出して位相ロツク信号を出力する位
相ロツク検出器で、具体的には、位相比較器６の出力電
圧が位相ロツク時の電圧を中心とする所定の範囲内にあ
るか否かを判定するウインドコンパレータで構成するこ
とができる。

９は速度比較器5,位相比較器６より出力された速度エ
ラー電圧及び位相エラー電圧を所定の混合比で加算する
混合回路で、且つ後述する増幅器とともにフイールドバ
ツクループの応答特性、安定性等を設定するためのたと
えばローパスフイルタ等からなる各種フイルタを備えて
いる。10は混合回路９より出力された速度，位相エラー
信号を増幅する増幅器で、混合回路９のフイルタととも
にフイールドバツクループの特性を決定するフイルタ要
素を備えている。

11は再生時、磁気ヘツド１によって磁気テープＴより
再生された信号を所定のレベルに増幅する再生増幅器、
12は再生増幅器11の出力を復調し、所定の処理を行って
規格化された映像信号に変換する再生信号処理回路、13
は再生信号処理回路12より出力された映像信号より同期
信号を分離して抜き出す同期分離回路、14は同期信号よ
り垂直同期信号近傍の等化パルスによって周期が1/2と
なっている水平同期信号を除去し、通常の水平同期信号
（Ｈ−sync）のみを後続のＦ−Ｖ変換器へと通過させる
ための1/2Hキラー回路である。15は1/2Hキラー回路14を
通過した水平同期信号をＦ−Ｖ変換して、再生信号中の
水平同期信号によるエラー電圧を出力するＦ−Ｖ変換回
路、16はＦ−Ｖ変換回路より出力された水平同期信号に
もとづくエラー電圧から垂直同期信号近傍で発生するベ
ツドの切換ノイズを除去するためのゲート（ホールド）
回路である。

ここで、1/2Hキラー回路14、ゲート（ホールド）回路
16を設けた理由及びその動作について説明する。

飛び越し走査を行うテレビジヨン方式では、フイール
ド間の飛び越し走査が確実に同期のとれた状態で行われ
るよう、垂直同期信号の前後及びその垂直ブランキング
期間に等化パルス，切込パルスが形成されており、水平
同期信号の周期が1/2となる部分が存在する。そしてこ
の1/2水平同期信号をそのままＦ−Ｖ変換回路15へと供
給すると（Ｆ−Ｖ変換回路の動作は第２図で説明したＦ
パルスのＦ−Ｖ変換と同様であり、説明は省略する）、
この部分で同期が乱れたものと誤検知され、誤ったエラ
ー電圧を出力してしまうことになる。1/2Hキラー回路
は、これを防止するため、上述の1/2水平同期信号をＦ
−Ｖ変換器15へと供給しないようにする目的で設けられ
ている。

第４図は1/2Hキラー回路の動作を説明するためのタイ
ミングチヤートである。

同図（ａ）に示す水平同期信号が入力されると、同図
（ｂ）に示すように、その立上りに同期して、図示しな
い単安定マルチバイブレータにより、そのパルス幅が水
平同期期間の1/2以上で水平同期期間以下のパルスを発
生する。そしてこの同図（ｂ）のパルスの立上りに同期
して同図（ｃ）のパルスを発生させ、水平同期信号とし
て出力するようになっている。

これによって1/2水平同期信号は除去され、常に同図
（ｃ）に示す1Hの水平同期信号のみを出力することがで
きるものである。

次にゲート（ホールド）回路16について説明する。

本実施例のようなヘリカルスキヤン方式のビデオテー
プレコーダでは、回転ヘツドドラム外周にたとえば180
°隔てて配された磁気ヘツドによって交互に１フイール
ドづつ斜めに記録、再生を行うようになっているため、
垂直ブランキング期間においては、ヘツド切換ノイズが
必然的に発生する。したがってこのヘツド切換ノイズ及
びその前後の期間において信号が不安定となり、Ｆ−Ｖ
変換回路５の出力エラー電圧に誤まった誤差情報が含ま
れることになる。サンプルホールド回路16は、このヘツ
ド切換ノイズ部分の誤まった情報を除去し、そのヘツド
切換直前のエラー電圧をホールドして補間するために設
けられている。

第５図はゲート（ホールド）回路16の動作を説明する
ためのタイミングチヤートである。

同図（ａ）はヘツドの切換パルスを示すもので、ここ
では磁気ヘツド１がチヤンネル１のヘツドCH1,チヤンネ
ル２のヘツドCH2から構成され、これらがフイールドご
とに切換えられることを表している。

同図（ｂ）はＦ−Ｖ変換回路15の出力波形を示すもの
で、ヘツド切換時にスイツチングノイズｎを生じてい
る。

そして、ゲート（ホールド）回路16は、たとえば基準
信号発振器７の基準信号にもとづいて、ヘツド切換時の
前後の期間において発生されるようになされた同図
（ｃ）に示すゲートパルスによって開閉され、スイツチ
ングノイズｎの発生部分及びその前後の不安定な部分を
除去するとともに、そのゲートパルス発生直前の信号レ
ベルをホールドし、同図（ｄ）の信号波形を出力する。

これによってヘツド切換ノイズによる不要なエラー電
圧分をその発生前後の所定の期間において除去すること
ができる。

第１図に戻り、17はサンプリングホールド回路16の出
力信号を増幅するとともに、これらの水平同期信号にも
とづくエラー検出フイードバツクループの安定条件、応
答性等を決定する特性設定用のフイルタ要素を備えた増
幅器、18は後述するシステムコントロール回路の指令に
応じて増幅器17の出力エラー電圧と、前述の増幅器10よ
り出力されたFG及びPGによるエラー補正フイールドバツ
クループのエラー電圧とを混合する混合回路で、上記２
つのフイールドバツクサーボ系を組み合わせることによ
ってゲイン、系の安定条件、応答特性等が変化するた
め、これを最適状態に設定するめのゲイン及びフイルタ
要素等の特性変更手段を備えている。19は混合回路18よ
り出力されたFG,PG,再生水平同期信号それぞれにもとづ
くエラー電圧を加算した電圧を増幅する増幅器で、混合
回路18とともに水平同期信号にもとづくフイールドバツ
クループを加算したときと、切り離したときとで変化す
る信号レベル、安定条件及び応答特性を最適特性に設定
するためのゲイン，特性可変手段を備えている。具体的
にはフイルタを切り換える。

20は増幅器19より出力された系全体のエラー電圧にも
とづき、その誤差分が減少して増幅器19の出力電圧が一
定となる如く、ヘツドドラム回転用モータ２を制御する
モータ駆動回路である。

21は上述のシステム全体を制御するためのシステムコ
ントロール回路で、位相ロツク検出回路７の出力に応じ
て、FG,PGにもとづくエラー補正フイールドバツクルー
プのみの制御状態と、FG,PGによる制御に、水平同期信
号にもとづくエラー補正フイールドバツクループを加算
した制御状態とを選択する。

またシステムコントロール回路21は、水平同期信号に
もとづくエラー補正フイールドバツクループを加算する
ことによって変化する系全体の安定条件、応答特性を最
適値に設定するため、混合回路18内部の応答特性、安定
条件、さらに各フイールドバツクループのエラー電圧の
混合比等を設定するフイルタ、ゲイン設定回路等を切り
換える。

また、システムコントロール回路21は増幅器19に対し
ても、FG,PGにもとづくサーボ系単独のときと、水平同
期信号にもとづくサーボ系を加えたときの、信号レベル
の変化及び、混合回路18の特性を考慮した系の特性変化
に応じて、ゲイン、フイルタ等の切換を行うよう制御す
る。

また、システムコントロール回路21は、ゲート回路16
に対して、ヘツド切換時に発生するヘツド切換ノイズを
除去するめのゲートパルスの発生タイミングを制御する
とともに、モータ駆動回路を各モードに応じて制御す
る。

本発明における回転制御装置は以上のような構成とな
っており、次にその動作について順を追って説明する。

図示しない周知の手段によって磁気テープＴが回転ヘ
ツドドラムへと装填され、再生モードとなると、まずシ
ステムコントロール回路21より、モータ駆動回路20へと
モータON信号が出力され、モータが起動される。

モータが回転を開始すると、FGパルス発生器3,PGパル
ス発生器４からそれぞれ速度検出用FGパルス，位相検出
用のPGパルスが出力され、速度比較器5,位相比較器６へ
と供給される。

速度比較器5,位相比較器ではそれぞれ前述の第２図、
第３図に示す動作を行い、速度エラー電圧，位相エラー
電圧が出力される。

一方、この初期状態において、回転ヘツドドラムの回
転が十分安定して位相ロツク状態となるまでは、すなわ
ち位相ロツク検出器８から位相ロツク検出信号が出力さ
れるまでは、システムコントロール回路21は、混合回路
18において、水平同期信号にもとづくサーボ系を切り離
し、FG,PGサーボ系に混合しない。これによって位相ロ
ツク状態となるまでは、ドラム回転用モータはFG,PGサ
ーボ系のみで回転制御される。

そして、このとき、混合回路16,増幅器17の特性も、F
G、PGサーボ系のみのフイールドバツクループにおいて
最適特性となるように安定条件、応答性、ゲイン等が切
り換えられる。

ドラム回転用モータの回転が位相ロツク状態となり、
位相ロツク検出回路８よりシステムコントロール回路21
へと位相ロツク検出信号が出力されると、磁気テープＴ
上より磁気ヘツド１によって再生され、再生信号処理回
路12より出力された再生映像信号が安定に復元できるよ
うになっている。システムコントロール回路はこの状態
を検知して、混合回路18を制御して再生水平同期信号に
もづくサーボ系すなわち増幅器17の出力電圧をFG,PGサ
ーボ系の増幅器の出力に加算する。これによってドラム
回転用モータ２は、速度（FG），位相（PG），磁気テー
プ上より再生した同期信号（Ｈ−sync）によって回転制
御される状態となる。

この際、上述のサーボ系の状態変化にともなって、そ
の系の安定条件、応答性、周波数特性、されに各サーボ
系からの信号の混合比、信号レベル等が変化するため、
システムコントロール回路21の指令にもとづいて混合回
路18,増幅器19内でフィルタの切換え、ゲイン等の切換
え等が行われ、サーボ系の特性が最適条件となるように
制御される。

再生信号処理回路12より出力された再生映像信号中よ
り抽出された水平同期信号は、前述したように、垂直同
期信号前後の1/2水平同期信号を1/2Hキラー回路14で除
去され、Ｆ−Ｖ変換器15でエラー電圧に変換され、さら
にゲート回路16でヘツド切換ノイズの影響を除去された
後、増幅器17より出力される。したがって正常な水平同
期信号のみによる速度エラー電圧を得ることができる。

このように再生信号中の水平同期信号によってサーボ
をかけているので、実際に再生している再生映像信号中
の水平同期信号の周期に対して、ヘツドの相対速度を高
い精度で一定にすることができ、時間軸変動のない再生
信号を得ることができる。

これによってFG,PFパルスからは検出できない磁気テ
ープ自体あるいはテープ走行メカニズムに起因するジツ
タを生じた再生信号に対しても、確実に水平同期信号の
周期が等しくなるように補償され、ジツタを大幅に減少
することができる。

すなわち記録時にジツターの多い状態で磁気テープ上
に記録された信号であっても、再生時には常に磁気テー
プ上の同期信号と磁気ヘツドとの相対速度を一定に保つ
ことができ、そのジツターを除去することができる。

（発明の効果）以上述べたように、本発明の回転制御装置によれば、
回転体を駆動するモータ速度及び位相によって制御する
とともに、位相ロツク状態においては、記録媒体上の記
録されている同期信号にもとづいて前記回転体の制御を
行うように構成したので、再生時には、記録媒体上の信
号がジツタを生じた状態で記録されたものである場合、
記録媒体自体が、のび等の変形を生じている場合、さら
にテープ走行系において振動等を生じている場合等、従
来の回転ヘツドドラムの位置情報のみでは除去すること
ができなった時間軸の変動を生じることなく再生するこ
とができ、画面の横ゆれ等のない良好な再生画面を得る
ことができる。

また回転位相ロック状態となってから、再生信号中の
同期信号に同期させるので、初めからロックレンジの狭
い同期信号に同期させるものと比較して、回転位相ロッ
ク状態に要する時も、位相ロック後、再生信号中の同期
信号に同期させるのに要する時間も、いずれも短縮でき
るものであります。

尚、上述の実施例においては、本発明の回転制御装置
をヘリカルスキヤン式ビデオテープレコーダに適用した
場合を例にして説明したが、これに限定されるものでは
なく、たとえばデイスク状記録媒体を回転する装置であ
っても、記録媒体上より再生された再生信号中に同期信
号あるいはこれに類する信号を含むものであれば、本発
明を適用することができ、広く本発明を適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をヘリカルスキヤン式ビデオテープレコ
ーダに適用した場合を示すブロツク図、第２図はFGによる速度サーボを説明するためのタイミン
グチヤート、第３図はPGによる位相サーボを説明するためのタイミン
グチヤート、第４図は再生水平同期信号より、1/2周期の同期信号を
除去する手段を説明するためのタイミングチヤート、第５図は再生水平同期信号による速度サーボ情報より、
ヘツドの切換ノイズを除去する手段を説明するためのタ
イミングチヤートである。１…磁気ヘツド、２…ドラム回転用モータ３…FG発生器、４…PG発生器Ｔ…磁気テープ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッドを備え、記録媒体に対して前記ヘッ
ドを相対的に移動させるための回転体と、前記回転体の回転速度に応じて出力される速度検出用パ
ルス信号に基づいて速度偏差を検出し、速度サーボを行
う速度サーボ手段と、前記回転体の回転位相に応じて出力される位相検出用パ
ルス信号に基づいて位相誤差を検出し、位相サーボを行
う位相サーボ手段と、前記記録媒体の再生時、前記位相サーボ手段により前記
回転体が位相ロック状態となったことを検出して、前記
記録媒体より再生された再生信号中に含まれる同期信号
に前記回転体を同期させて回転制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする回転制御装置。