JPS62249594A - 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 本発明は映像信号と音声信号などを磁気テープなどの磁
性層に多重記録し、分離再生を可能にする高密度で高性
能な磁気記録再生方法に関するものである。

従来の技術 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と称す）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ンクに記録
し、音声信号は別のオーディオトランクに記録するよう
に構成し、映像信号記録のための２個の回転ヘッドのア
ジマス角を異ならせたいわゆるアジマス記録により磁気
テープのほぼ全面に情報が記録されており、テープ表面
上には利用できる隙間はほとんどない。そのため短波長
記録および狭トラツク化による記録密度の向上に目が向
けられているのが産業界の現状である。

最近、ＶＴＲの音声信号記録の性能向上を目的としてＶ
ＴＲ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式が実用化されている（例えば
、ｒＶＨＳハイファイＶＴＲＪ、−ツ町修三他、　Ｎａ
ｔｔｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ。

ｖｏＬ、３０．　Ｎｌ　Ｉ　　Ｆｅｂ、　１９８４）。

その記録方式における周波数アロケーションを第２図に
、そして磁気テープの深さ方向への記録状態図を第３図
に示す。

第２図において、２５が周波数変調された同期信号を含
む輝度信号、２６が低域変換された搬送色信号である。

２７が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２６とＦＭ輝度信号２５との間の帯
域に音声専用ヘッドによって映像信号ヘッドとは異なる
アジマス角で記録される。

第３図から明らかなように、ＦＭ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の深層２
８ｂに記録され、映像信号はそのあとから磁性層の表層
２８ａに記録される。なお、２８Ｃは磁性層の無記録層
であり、２９はベースフィルムである。

このような従来例の場合、音声信号はＦＭ記録されるた
めＳ／Ｎが大きくとれ品質がよい上にテープ走行速度を
遅くしても音質が劣化しない特徴があるため、長時間Ｖ
ＴＲ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。

発明が解決しようとする問題点 このような従来のＶＴＲ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ため記録ヘ
ッドには大電流を供給する必要があること、またスペー
ス損失のため、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（ＰＣＭ）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、
音声信号記録のための大電流供給回路が大規模になり、
またその大電流が他のビデオ回路に悪影響を及ぼす。第
２には、アフターレコーディングの不可能な点である。

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３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と映像信
号も消えてしまうのでアフターレコーディングは不可能
である。

本発明の目的は、従来のＶＴＲが持つ問題点を解決しよ
うとするものであって、映像信号などが記録されている
アナログ信号トラック上の浅層部に音声信号を符号化し
たＰＣＭ信号など広帯域のデジタル信号をたとえば映像
信号と同期をとって重ね記録し、再生時にデジタル信号
は映像信号の同期信号を用いて復元することによりＶＴ
Ｒの高密度記録を可能にするとともに、浅層部に記録し
たデジタル信号のみの消去・再記録をも可能ならしめる
磁気記録再生方法を提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段 本発明の磁気記録再生方法は、映像信号を記録したトラ
ックに重なるように、たとえば位相変調されたＰＣＭ音
声信号などのデジタル信号を記録し、再生の際に再生デ
ジタル信号より単一周波数の信号（単一キャリア信号）
を生成して、その単一周波数の信号の位相情報を用いて
映像信号の位相補正あるいは時間軸補正を行ない再生映
像信号の画質を向上させると共に、新たにＰＣＭ音声信
号などの記録再生をも可能とするものである。なお、実
施例においては、磁気テープの浅層部にデジタル信号を
記録する場合について述べたが、深層部に記録した場合
にも同様の効果が生じる。

作用 上述の記録再生方法により、高品質な映像信号とともに
ＰＣＭ音声信号など高品質の信号再生を可能とし、また
デジタル信号のみの消去・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 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。第１図は本発明の一実施例における要部ブロッ
ク図である。第１図において映像信号入力端子１より入
力された映像信号は記録映像信号処理回路３に至り、映
像信号は輝度信号と色信号とに分離される。そして周波
数変調された輝度信号と低−変換された色信号を混合し
た信号が映像信号記録増幅器４に入り、適当な記録レベ
ルで回転シリンダー９上の磁気ヘッド１）．１３により
磁気テープに記録される。

音声信号入力端子２より人力された音声信号は符号変調
器５において１６ビ７）直線量子化およびパルス符号化
され誤り訂正符号や同期符号を付加した後、デジタル信
号としてＬＰＦ６を通過して位相変調器７において４相
位相変調（ＱＰＳＫ）される。

音声信号のサンプリング周波数が４３ｋＨｚで２チヤネ
ルで１６ビツトの直線量子化をして、更に４０％の冗長
度を加えた時には、デジタル信号の伝送レートとしては
約２．３メガビット／秒（Ｍｂｐｓ）である。

基底帯域で２．３Ｍｂｐｓの信号の帯域は１．１５ＭＨ
ｚであるから、この信号をＱＰＳＫ　しても帯域（−３
ｄＢ）は１．１５ＭＨｚで良い。位相変調器７から出て
きたＰＳＫ中心周波数が２ＭＨｚで帯域約１．１５ＭＨ
ｚのＱＰＳＫされたディジタル信号は、音声信号記録増
幅器８において、記録レベルが通常より小さく設定され
磁気ヘッド１２．１４により、映像信号が記録されたト
ラックの浅層部に記録される。

第４図は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では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３０の厚さが２〜４μｍであるこ
とからすると、第４図に示すように無記録層３０ｃが存
在する。第２図および第３図で説明した従来例は、この
無記録層の一部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なわれ
ている。

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Ｓ／Ｎを必要としないことに着目し、映像信
号が記録された記録層３０ｂ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３０ａとする。

デジタル信号の再生には、Ｓ／Ｎが１５ｄＢあれば１０
−Ｓ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２０〜３０ｄＢ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が上記の値を満足する程度の深さに記録す
ればよい。

映像信号を最適記録電流（再生出力が最大となる記録電
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２以下でよい。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は低下するが、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
流値を例にとると約１ｄＢ以内にとどまる。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くくなり変調性雑
音が軽減されるため実質的な映像信号のＳ／Ｎ低下は更
に小さくなる。このように先に記録した映像信号のＳ／
Ｎ劣化を小さく抑え、実用的な符号誤り率をもつデジタ
ル信号を、映像信号の上に変調して重ね記録することが
可能である。

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
な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
転へラ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３０ａ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の再生出
力は映像信号記録層３０ｂ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３０°異ならせることにより実用的なトラック幅で１
．５〜２ＭＨｚ以上の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５図は本発明による一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
ＰＣＭ音声信号記録を実現しようとするものである。

この場合、磁気テープと磁気ヘッドによって決まるＶＴ
Ｒ電磁変換系の記録可能帯域を広げることなく新たにＰ
ＣＭ音声信号を記録することができるわけであり、比較
的狭帯域の記録帯域しか持っていないＶＨ３規格のＶＴ
Ｒなど民生用ＶＴＲにも十分適用可能である。

第５図において３２がＱＰＳＫされたデジタル信号であ
る。

実施例では基底帯域のデジタル信号をＱＰＳＫ　して輝
度信号が記録されたトラックの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、再生信号より単
一周波数の第３の信号が再生できるならば他のどのよう
なものであっても適用できる。

第６図は本発明の磁気記録再生方法を実現するための回
転ヘッド群の構成例を示す図である。磁気テープ３３が
矢印方向Ａに走行し、回転シリンダ９が矢印Ｂ方向に３
０Ｈｚで回転するいわゆる回転２ヘンドヘリ力ル式ＶＴ
Ｒである。この場合、映像信号ヘッド１）はデジタル信
号ヘッド１３より先にテープに対接し、映像信号へラド
１２はデジタル信号ヘッド１４より先にテープに対接す
る。そして、たとえば映像信号へ７ド１）および１２の
アジマス角は±６°に設定しておき、デジタルヘッド１
３および■４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の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１）．１２は最適記録電流に設
定し、デジタル信号の記録へ７ド１３゜１４には上記最
適記録電流よりも小さい記録電流に設定して記録する。

次に再生時について述べる。第１図において磁気ヘッド
１）．１３により再生された映像信号は映像信号再生増
幅器１５を経て位相誤差補正回路に至る。

また同時に再生された音声信号は音声信号再生増幅器１
６を経て位相復調器１８に至りここで４相位相復調され
る。４相位相復調されたデジタル信号は符号復号器２１
に至り誤り訂正およびシフター吸収がなされた後に元の
音声信号に復号されＬＰＦ２２を経て音声信号出力端子
２４より出力される。ところで位相復調器１８において
は、再生信号より作られた基準位相を持った単一周波よ
り成る位相比較基準信号が生成されている。この位相比
較の基準となる第３の単一周波信号もＶＴＲの再生時の
ジッターを持っているので、この単一周波信号の周波数
が既知の値であればジッターの量を求めることができる
。４相位相変調器１８より位相比較の基準となる単一周
波信号を位相誤差検出器１９に出力し、単一周波信号の
瞬間瞬間の位相誤差を検出する。

検出された位相誤差あるいは絶対時間誤差は、位相誤差
補正回路１７に入り再生映像信号のジッターによる位相
誤差あるいは絶対時間誤差の補正に用いられる。即ち再
生映像信号には時間軸補正がかけられるので再生画質は
大幅に向上し、新たに音声信号を記録したために映像信
号の画質が悪くなるどころか、かえって画質は向上する
ことになる。

またシフターが除去されるので精密な時間軸を要するサ
ブナイキスト・サンプリングなどの手法も容易に利用で
きるようになる０位相誤差補正回路１７より出てきた映
像信号は再生映像信号処理回路２０において基底帯域の
信号に復調され映像信号出力端子２３より出力される。

実施例においては、位相誤差検出器１９の出力を直接再
生映像信号の時間軸補正に用いているが、位相誤差検出
器１９の出力を用いて低域変換された再生色信号の位相
補正をかけたり、周波数変調された再生輝度信号の時間
軸補正をも行なうことが可能である。すなわち本発明は
再生された映像信号の位相補正あるいは時間軸補正は基
底帯域（ベースバンド）でもＲＦ帯域でも行なうことが
できるという特徴を持っている。たとえば、低域変換さ
れた再生色信号の位相補正を行なうにあたって、ＱＰＳ
Ｋを行なう搬送波周波数ｆ１を単色の色信号の周波数ｆ
ｂとｆ、＝−ｆｂ　（ｎ、ｍは整数）の関係にすると位
相補正回路の構成を単純な回路構成にすることができる
。

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
たな信号に書き換えることが容易であるし、また、消去
も容易に行なうことができる。

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

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
ンクと重なるよう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変調されたデジタル信号を映像信
号記録層の浅層部に記録し、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、新たに音声ＰＣＭ信号な
どのデジ　。

タル信号を記録したのにもかかわらず、再生映像信号は
再生音声信号より作られた単一周波数の信号により時間
軸補正がかけられるので再生映像信号の画質は劣化する
どころか、かえって向上するという大きな利点を持つ。

即ち映像信号の品質を向上させなおかつ別のデジタル信
号が記録できるという極めて高能力で高密度の磁気記録
方法である。

磁気テープ浅層部に記録されたデジタル信号は、映像信
号との帯域共有が可能であり、極めて広帯域のものが実
現し得るし、浅層にあるため消去および書き喚えが容易
であるという優れた特長を持つ。したがってこのデジタ
ル信号を音声のＰＣＭ記録に利用することは容易であり
、その場合、音声信号のＳ／Ｎ、周波数特性、歪み率、
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、極めて優れた音質のＶＴＲが実
現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気記録再生方法を用いた装置の
要部ブロック図、第２図および第３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４図は本発明の基本原理を説
明する磁性層深さ方向の記録状態図、第５図は本発明を
適用した装置の周波数アロケーションを示す図、第６図
はその磁気ヘッド群の構成図である。 ９・・・・・・回転シリンダー、２５・・・・・・周波
数変調された同期信号を含む輝度信号、２６・・・・・
・低域変換された搬送色信号、２７・・・・・・音声信
号を周波数変調した信号、２８．３０・・・・・・磁性
層、２９．３１・・・・・・無記録層、３２・・・・・
・ＱＰＳＫされたデジタル信号、３３・・・・・・磁気
テープ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図 第３図 第４図 第５図 Ｒ１欲　（ＭＨｚ　）

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の信号を記録したトラックに重なるように記
   録された第２の信号を再生する際に、再生された前記第
   ２の信号より位相情報を伴った第３の信号を生成し、前
   記第１の信号を再生する際に前記第３の信号の位相情報
   を用いて前記第１の信号の位相補正あるいは時間軸補正
   をすることを特徴とする磁気記録再生方法。
2. （２）第１の信号は低域変換された色信号および周波数
   変調された輝度信号により構成される信号であり、第３
   の信号により前記色信号は位相補正されることを特徴と
   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）第１の信号は低域変換された色信号および周波数
   変調された輝度信号により構成される信号であり、第３
   の信号により輝度信号は時間軸補正されることを特徴と
   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）第１の信号と第２の信号はお互いにアジマス角の
   異なるヘッドにより記録および再生されることを特徴と
   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）第１の信号は第２の信号よりも先に記録されるこ
   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）第１の信号は第２の信号よりも後に記録されるこ
   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）第１の信号は映像信号であり第２の信号はデジタ
   ル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。
8. （８）第２の信号は音声信号をデジタル化し、更に位相
   変調され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。
9. （９）第２の信号は音声信号を周波数変調した信号であ
   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。