JPS6139784A - 磁気記録再生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は映像信号を記録したトラック上に符号変調した
音声信号など他のデジタル信号を記録し、分離再生する
ことを可能とする高密度の磁気記録再生方法に関するも
のである。

３へ−７ 従来例の構成とその問題点 従来の磁気記録再生装置、例えば回転ヘッド式ビデオテ
ープレコーダ（′以下、ＶＴＲと略称する）においては
映像信号を形成する輝度信号と色信号をビデオトラック
に記録し、音声信号は別のオーディオトラックに記録す
るように構成し、映像信号記録のだめの２個の回転ヘッ
ドのアジマス角を異ならせた、いわめるアジマス記録に
よシ使用する磁気テープのほぼ全面を利用している。

最近、音声信号記録の性能向上を目的としてＶＴＲのビ
デオトラックに周波数変調した音声信号を映像信号とと
もに記録する方法が実用化されている。その記録方式に
おける周波数アロケーションを第１図に、そして磁気テ
ープの深さ、方向への記録状態図を第２図に示す。

第１図において、１は周波数変調された同期信号を含む
輝度信号、２は低域変換された搬送色信号である。３は
音声信号を周波数変調（ＦＭ）した信号であり、低域変
換搬送色信号２とＦＭ輝度信号１との間の帯域に音声専
用ヘッドによって映像信号用ヘッドとは異なるアジマス
角で記録される。

第２図から明らかなように、周波数変調された音声信号
は映像信号よりも先に大きな記録電流でもって磁性層４
の深層４ａに配録され、映像信号はそのあとから磁性層
４の表層４に記録されることになる。なお、５はベース
フィルムラ示ス。

このような従来例の場合、音声信号／ｄＦＭ記録される
だめＳ／Ｎが大きくとれ、品質がより上に、手−プ走行
速度を遅くしても音質が劣化しない特長があるため、長
時間ＶＴＲの記録方式として一つの有力な手段であると
言える。しかも従来使用していなかった磁気テープ磁性
層の深層を利用している点も注目に値する。

しかしながら、上述した従来例にはいくつかの問題点が
ある。その第１にはＦＭ音声信号を深層に記録するだめ
、記録ヘッドには大電流を供給する必要があり、そのた
め記録できる周波数帯域は比較的低い方に制限される点
である。その結果、音声信号のＦＭ記録よりさらに高品
質な符号変調　　　。

５ヘーノ （ＰＧＭ）記録への展開が不可能であったり（ＦＭより
広帯域を必要とするため）、音声信号を大電流で低域側
に記録しであるため映像信号を再生する際に深層に記録
されている音声信号の妨害が無視できなかったり、音声
信号記録のだめの大電流供給回路が大規模になる点、大
電流が他のビデオ回路へ及ぼす悪影響などを招く。第２
には、アフターレコーディングが不可能な点である。従
来、ＶＴＲでは、映像と音声が別々のトラックに記録さ
れているので、映像を再生しながら音声を後から記録す
る、いわゆるアフターレコーディングができる。しかし
第２図から明らかなように音声信号が深層に記録されて
いるため、それを消去したり再記録したりするには映像
信号も消えてしまうことになり、アフターレコーディン
グは不可能である。

発明の目的 本発明の目的は、上述した従来のＶＴＲがもつ問題点を
解決しようとするものであって、映像信号が記録されて
いる映像トラック上の浅層部に音６・、−７ 声信号を符号化しだＰＧＭ信号など広帯域のデジタル信
号を記録してＶＴＲの高記録密度化を可能にするととも
に、浅層部に記録したデジタル信号の消去、再記録をも
可能とする磁気記録再生方法を提供せんとするものであ
る。

発明の構成 本発明の磁気記録再生方法は、映像信号を記録したトラ
ック上に、映像信号の記録ヘッドとアジマス角が異なる
ヘッドによりデジタル信号を変調して重ね記録し、互い
にアジマス角の異々るヘッドにより映像信号およびデジ
タル信号を再生するようにしたものであって、これによ
りＰＧＭ音声信号など高品質の信号再生を可能とし、ま
たデジタル信号の消去・再記録も可能であるため高密度
記録の一方法として多くの応用が可能である。

実施例の説明 以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説
明する。第３図は本発明の詳細な説明するための磁性層
深さ方向の記録状態図である。

映像信号の記録を従来通り回転ヘッドにより磁気テープ
に記録すると、その記録層の深さは記録波長の０・２５
〜０．３倍であり、現在の民生用ＶＴＲでば０・３〜０
．８μｍの深さにまで記録されていることになり、一般
の磁気テープの磁性層６の厚さが２〜４μｍであること
からすると、第３図に示すように無記録層６Ｃが存在す
る。第１図および第２図で説明した従来例は、この無記
録層を利用するものであるが、本質的に長波長（低周波
帯域）の信号しか記録できなかった。広帯域の信号を記
録するにはテープ磁性層の浅層部が適しており、事実、
映像信号の記録はごく表面部にのみ行々われでいる。

本発明はデジタル信号の記録再生にはアナログ信号の記
録再生はど５７Ｎ−５，）必要とし力いことに着目し、
映像信号が記録された記録層６ｂの浅層部分に広帯域の
デジタル信号を記録し、デジタル信号記録層６ａとする
。なお、第３図中の７はベースフィルムを示す。デジタ
ル信号の再生には、Ｓ／Ｎが１５＋ｉＢあれば１０　程
度の符号誤り率となり実用的な値に近づく。余裕をもっ
て２０〜３０（ｉＢのＳ／Ｎが確保できれば十分である
。したがって浅層に記録する変調を受けたデジタル信号
はＳ／Ｎが上記値を満足する程度の深さに記録すればよ
い。記録層の深さの制御は記録電流で行なうことができ
、映像信号を最適記録電流（再生出力が最大と々る記録
電流値）で記録するとすれば、デジタル信号の記録電流
はその％〜％でよい。

当然ながら記録した映像信号のあとから変調したデジタ
ル信号を浅層記録するわけであるから映像信号の再生出
力が低下するが、その程度はデジタル信号の記録電流が
小さいため僅かであり、上記記録電流値を例にとる七２
〜５ｄＢにおさまる。

しかもテープの表面性による雑音が浅層に記録されたデ
ジタル信号のため映像信号の再生に直接関与しに〈〈な
り変調性雑音が軽減されるため実質、：。

的な映像信号のＳ／Ｎ低下は２〜３ｄＢ程度にとどまる
。このように先に記録した映像信号のＳ／／Ｎ劣化を小
さく押え、実用的な符号誤り率をもつデ９、、−７・ ところで映像信号とデジタル信号の占有帯域が離れてい
る場合には再生信号からフィルタにより所望の信号を得
ることが可能であるが、両信号が近接している場合や重
々っている場合を考慮すれば映像信号を記録再生する回
転ヘッドのアジマス角とデジタル信号を記録再生する回
転ヘヅドのアジマス角とを異ならせる必要がある。一般
に記録ヘッドのギャップ方向に対して再生ヘッドのギャ
ップ方向がθだけ傾いていると、次のような損失りが生
じることが知られている。

ただし、Ｗニドラック幅 λ：記録波長 したがって映像信号用回転ヘッドの再生出力は、デジタ
ル信号記録層６ａに記録されている信号を拾わず映像信
号のみを再生し、デジタル信号用回転ヘッドめ再生出力
は映像信号記録層６ｂの信号を拾わずデジタル信号のみ
を再生するようアジマス角を設定することができる。た
とえば映像用およびデジタル用ヘッドのアジマス角を３
０Ｆ’異ならせることにより実用的なトラック幅で１．
６〜２ＭＨｚ以上の全帯域にわたって両信号の帯域を共
有させることが可能である。

第４図は、本発明にょる一実施例の周波数アロケーショ
ン図である。この例は現存する民生用ＶＴＲに音声の符
号変調（ＰＧＭ）記録を可能とするものであり、デジタ
ル信号用記録再生ヘッドのギャップ長を少し短かくして
従来の記録可能帯域を高域側に少し伸ばしている。

音声信号は、その忠実度が最も高く維持されるＰＣＭを
行なう。音声帯域２０ＫＨｚを１４ビツトでＡＤ変換し
２チャンネル分を合成し符号誤り訂正ビットを付加すれ
ば２　ＭＢ／ｓｅａのビットレートに変換できる。これ
をＮＲＺ符号に変換すれば約１ＭＨｚの基底帯域幅で済
む。

第４図は、とのＰＣＭされた約１ＭＨｚの基底帯域幅を
有する音声信号の記録方法を示しており、周波数変調し
た輝度信号１と低域変換した搬送色信号２を周波数多重
して第３図の映像信号記録層１１．７ ６ｂとデジタル信号記録層６ａを含む層に記録する。そ
のあとＰＣＭ音声信号を振幅変調し、６〜８ＭＨｚの帯
域に変換した信号８をデジタル信号記録層６ａに記録す
ることにより同トラック上に映像信号と振幅変調したＰ
ＣＭ音声信号が重ね記録される。この場合、映像信号と
ＰＣＭ音声信号の占有帯域が一部重なることになるが、
前述したアジマス損失によりお互いの再生に対する不要
成分は押えられる。変調されたＰＣＭ音声信号から見れ
ば映像信号は妨害成分であり、その大きさはデビエイシ
ョン部分が最も太きい。第４図の実施例では、レベルが
低く記録されている変調されだＰＣＭ音声信号８は例え
ば６　ＭＨｚ以上のノーイパスフィルタを通すことによ
り分離することも可能でその場合妨害波として成分の大
きい映像信号のデビエイション部分はいっそう減衰させ
ることができ音声信号の再生が容易となる。第４図に示
した周波数アロケーションの場合、映像信号のＳ／Ｎ劣
化は２〜３ｄＢにとど捷り、約２ＭＢ／Ｓｈｏ、のデジ
タル信号が記録可能なわけであり、たとえば音声信号を
ＰＣＭしてデジタル記録できることを意味しており、第
１図、第２図の従来例で説明した音声ＦＭ記録に比較し
、はるかに優れた音声信号の記録再生が可能となること
を示している。もちろんデジタル信号はＰＣＭ音声信号
以外にも利用することができる。まだ記録可能帯域につ
いては金属テープなどを使用して従来帯域より伸ばし本
実施例を適用することも可能である。

第６図は、本発明による他の実施例の周波数アロケーシ
ョン図である。この例は記録可能帯域が従来ＶＴＲのま
までＰＣ！音声信号記録を実現しようとするものである
。第４図の実施例と異なる点１４ＰｃＭされた約１ＭＨ
ｚ帯域を有する音声信号は９に示すように周波数変調し
て輝度信号１のデビエーションとほぼ同帯域に映像信号
のあとから記録される。この場合、映像信号と周波数変
調されだＰＣＭ音声信号はアジマス損失によって分離さ
れることになるがアジマス角が小さいと互いにクロスト
ークを生じ妨、害成分となる。しかしながら妨害成分の
大きいデビエーション部分は互いに周波数変調のキャリ
アー周波数近傍であり、周波数変調の三角ノイズの性質
から映像信号、ＰＣＭ音声信号ともほとんどＳ／Ｎ劣化
なく再生することが可能である。この場合、記録可能帯
域を広げること々（’ＰＧＭＰＣＭ音声信号することが
できるわけであり、狭帯域の民生用ＶＴＲにも十分適用
可能である。またＰＣＭ音声信号は周波数変調して記録
されるため磁気記録における周波数変調の数々の特徴が
生かされるのはもちろんである。

実施例では基底帯域のデジタル信号を振幅変調や周波数
変調をして輝度信号が記録されたトラック上の浅層部に
重ね記録しているが、デジタル信号の変調方式は、他の
どのようなものであっても適用しうる。

第６図は本発明の磁気記録再生方法を実現するだめの回
転２ヘッド群の構成例を示す図である。磁気テープ１０
が矢印方向Ａに走行し、回転シリンダ１５が矢印Ｂ方向
に３０Ｈ２で回転する、いわゆる回転へソドヘリカル式
ＶＴＲである。この場合、映像信号ヘッド１３はデジタ
ル信号ヘッド１１より先にテープに対接し、映像信号ヘ
ッド１４はデジタル信号ヘッド１２より先にテープに対
接する。そして、たとえば映像信号ヘッド１３および１
４のアジマス角は±６に設定しておき、デジタルヘッド
１１および１２のアジマス角は±３０とする。この構成
により、磁気テープ上のトラックには先に映像信号が記
録され、そのあと浅層部に別アジマスヘッドによりデジ
タル信号が変調を受けて記録される。各ヘッドの記録電
流は、映像信号ヘッド１３．１４は最適記録電流に設定
し、デジタル信号ヘッドには上記最適電流の数分の１を
供給し、変調を受けたデジタル信号は浅層部分にのみ記
録されるように設定する。

第７図は本発明の一実施例の要部ブロック構成図である
。同図において端子１７には映像信号が与えられ、記録
側映像処理回路１８を経て記録増幅器１９で増幅され、
回転ヘッド１３．１４を通して磁気テープに記録される
。記録側映像処理回路１８は輝度信号を周波数変調し、
搬送色信号を低域変換し、第４図および第５図に示す輝
度信号１および搬送色信号２の周波数帯域に変換する。

次に端子２０に与えられた音声信号は符号変調器２１で
ＰＣＭされ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２７で必要帯
域のみに制限され、変調器２８で例えば周波数変調して
第５図の９で示す信号に変換され、記録増幅器２２で増
幅され、回転ヘッド１１゜１２を通して磁気テープに記
録される。

磁気テープに記録された映像信号と周波数変調されたデ
ジタル化音声信号をアジマス角を異ならせたそれぞれの
専用ヘッドで再生する。映像信号は回転ヘッド１３およ
び１４で再生され、増幅器２３で増幅したあと、再生側
映像信号処理回路２４に入力され、元の映像信号に復調
し、端子２５に出力される。音声信号は回転ヘッド１１
および１２で再生され、増幅器２６で増幅したあと復調
器２９で基底帯域のＰＣＭ音声信号に復調される。ＦＭ
復調されたデジタル信号はさらに復号器３０によりアナ
ログ信号、つまり音声信号に復号され、ローパスフィル
タ（ＬＰＦ）３１を経て端子３２に出力される。

本実施例の場合、デジタル化された音声信号は、磁性層
のごく表面部に記録されているため、弱い記録電流で新
だな信号に書き換えることが容易であるし、寸だ、消去
も容易に行なうことができる。

消去捷たは再記録の電流を適当に設定すれば映像信号へ
与える影響けほとんどない。

発明の効果 以上詳述したように、本発明は映像信号を記録したトラ
ック上に映像信号の記録ヘッドとアジマス角が異なるヘ
ッドによりデジタル信号を変調して浅層記録し、互いに
アジマス角の異なるヘッドにより映像信号およびデジタ
ル信号を別々に再生することができるものであり、映像
信号の品質劣化をほとんど生じるとと々く別のデジタル
信号を記録することができる。すなわち磁性層の深さ方
向に対する記録層を記録電流で制御し、両信号間の分離
はアジマス損失を利用して行なうものであり、極めて高
密度な記録方法であるといえる。

浅層に記録されるデジタル信号は、映像信号との帯域共
有が可能であり、極めて広帯域なものが１７へ−７・ 実現し得るし、浅層にあるため消去および書き換えが容
易であるという優れた特長ももつ。したがって音声のＰ
ＧＭ記録にこのデジタル信号を利用することは容易であ
シ、その場合、音声信号のＳ／Ｎ、周波数特性、ひずみ
率、ワウ、フラッタなどの性能が著しく向上するととも
に、従来のＦＭ音声記録では不可能であったアフターレ
コーディ　　。

ングも可能となり、極めて優れた音質をもつＶＴＲが実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ従来例を説明するための
周波数アロケーション図と磁気テープ′深さ方向の記録
状態図、第３図は本発明の原理を説　明するための磁性
層深さ方向の記録状態図、第４図、第５図は実施例の周
波数アロケーションを示す図、第６図は本発明に用いる
磁気ヘッド群の構成を示す図、第７図は本発明による磁
気記録再生方法を用いた装置の要部ブロック構成図であ
る。 １・・・・・・ＦＭ輝度信号、２・・・・・・低域変換
搬送色信号、６・・・・・・磁性層、６＆・・・・・・
デジタル信号記録層、６ｂ・・・・・・映像信号記録層
、１０・・・・・・磁気テープ、１１．１２・・・・・
・デジタル信号ヘッド、１３．１４・・・・・・映像信
号ヘッド、１６・・印・回転シリンダ、３・・・・・・
被変調デジタル信号、４・・・・・・周波数変調された
ＰＣＭ音声信号。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図 ／ｆｌ破歓（朋ＺＪ 第２図 第３図

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号を記録したトラック上に、映像信号の記
   録ヘッドとアジマス角が異なるヘッドによりデジタル信
   号を変調して重ね記録し、互いにアジマス角の異なるヘ
   ッドにより映像信号およびデジタル信号を再生すること
   を特徴とする磁気記録再生方法。
2. （２）映像信号は周波数変調した輝度信号と低域変換し
   た搬送色信号で構成し、デジタル信号より先に記録する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の磁気
   記録再生方法。
3. （３）デジタル信号は振幅変調して映像信号のあとに記
   録することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の磁気記録再生方法。
4. （４）デジタル信号は周波数変調して映像信号のあとに
   記録することを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の磁気記録再生方法。
5. （５）変調を受けたデジタル信号を、映像信号の占有帯
   域の高域側に配置することを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の磁気記録再生方法。
6. （６）周波数変調を受けたデジタル信号を周波数変調さ
   れた映像信号とほぼ同帯域に配置することを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の磁気記録再生方法。
7. （７）映像信号の記録電流に対し、変調を受けたデジタ
   ル信号の記録電流を小さく設定することを特徴とする特
   許請求の範囲第（１）項記載の磁気記録再生方法。
8. （８）デジタル信号は音声信号を符号変調した信号であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の磁
   気記録再生方法。