DE2914830C2

DE2914830C2 - Magnetisches Schrägspur-Digital-Aufnahme/Wiedergabesystem

Info

Publication number: DE2914830C2
Application number: DE2914830A
Authority: DE
Inventors: Hironobu Sagamihara Kanagawa Katayama; Shozo Nakagawa; Katsuya Machida Tokyo Yokoyama
Original assignee: NIPPON HOSO KYOKAI TOKYO JP
Current assignee: NIPPON HOSO KYOKAI TOKYO JP
Priority date: 1978-07-19
Filing date: 1979-04-11
Publication date: 1984-02-02
Also published as: GB2027252A; FR2431746B1; GB2027252B; JPS5514541A; JPS6120925B2; FR2431746A1; DE2914830A1; US4809118A

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisches Schrägspur-Digital-Aufnahme/Wiedergabesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ähnliche Systeme bzw. Videobandgeräte sind seit einigen Jahren als Heim-Fernsehaufzeichnungsgeräte im Gebrauch. Neuere, wesentliche Verbesserungen der Peripherschaltungstechnlk solcher Geräte haben verschiedene technische Probleme gelöst, z. B. Bildzittern auf großer Zeitachse, und die Eigenschaften dieser Geräte verbessert.

Derzeit auf dem Markt angebotene Geräte dieser Art für den Heimgebrauch besitzen gegenüber Vierkopf-Videobandgeräten für Rundfunkzwecke ausgezeichnete Eigenschaften, wobei sie zudem kompakt und leicht gebaut, vergleichsweise billig usw. sind.

Schrägspur-Videobandgeräte wurden mit dem Ziel der Verbesserung ihrer Betriebseigenschaften entwickelt. Dabei wurde verlangt, daß die Eigenschaften und das Betriebsverhalten eines solchen Geräts dahingehend weiter verbessert werden müssen, daß das Gerät für verbreitete Verwendung geeignet ist. Für die Benutzung eines solchen Geräts auf dem Rundfunkgebiet ist eine Aufbereitungsfunktion wesentlich; außerdem ist auch die Funktion der Wiedergabe eines Stehbilds oder einer »Zeitlupenblldfolge« erforderlich.

Es wurden bereUi verschiedene Arten von Aufnahme/Wiedergabesystemen für Schrägspur-Videobandaufnahmegeräte (im folgenden auch einfach als VTR-Geräte bezeichnet) hinsichtlich der Art der Bandumschlingung um eine Magnetkopftrommel oder der Zahl von eingesetzten Magnetköpfen vorgeschlagen. Ein derartiges System ist das sog. SMPTE-System (Society of Motion Picture and Television Engineers System), das im Zusammenhang mit seinen technischen Problemen im folgenden kurz beschrieben ist.

Beim Aufnahme/Wiedergabesystem lür ein Typ-C-VTR-Gerät des SMPTE-Systems (SMPTE Journal: Vol. 87, März 1978, Spalte 98. 18, 98. 19, S. 163 bis 165) wird ein Magnetband in der Weise abgetastet, daß Signale eines Felds bei jeweils einer Drehung eines Magnetkopfes aufgezeichnet werden, wodurch die sog. »Im-Bild-Umschaltung« vermieden wird. Letztere bedeutet die Umschaltung eines Wiedergabekopfes während einer horizontalen Austastlücke anstatt einer vertikalen Austastlücke. Aus diesem Grund wird das Magnetband in der Weise abgetastet, daß es praktisch vollständig um eine Magnetkopftrommel bzw. einen -zylinder herumgeschlungen wird. Dabei ist die Reibung zwischen Trommel und Magnetband so groß, daß häufig die Bandbewegung behindert wird. Außerdem ist bei einer solchen Konstruktion das Bandeinlegen schwierig. Insbesondere dann, wenn das Magnetband in Form einer Bandkassette benutzt wird, muß es nach dem Einlegen in das Gerät aus der Kassette herausgezogen und dann um die Magnetkopftrommel herumgeschlungen werden. Zur Durchführung dieses Vorgangs ist somit ein komplizierter Mechanismus erforderlich. Bei einem VTR-Gerät vom Alpha- oder Omega-Wickelformat, bei dem das Magnetband die Magnetkopftrommel mit etwa 360° oder mehr umschlingt, ist die Realisierung eines einfachen und klein gebauten Aufnahme/Wiedergabemechanismus für Bandkassetten schwierig.

Bei einem Typ-B-Aufnahme/Wiedergabegerät des SMPTE-Systems (SMPTE Journal: Vol. 87, Februar 1978: Sp. 98. 15, 98. 16, S. 89 bis 90) wird das Magnetband über etwa 180° um die Magnetkopftrommel herumgeschlungen, wobei ein erster und ein zweiter Magnetkopf getrennt auf derselben Höhe In Drehachsenrichtung der Trommel angeordnet sind. Bei dieser Konstruktion wird ein Fernsehbild- bzw. Videosignal eines Felds bei 2,5 Umdrehungen der Trommel auf fünf Spuren des Bands aufgezeichnet. Wenn das Band anhält, tasten also erster und zweiter Magnetkopf dieselbe Spur ab, so daß bei einer Magnetkopfumdrehung nur V₅ eines FeId-Videosignals wiedergegeben wird. Aus diesem Grund müssen ein externer Speicher mit großer Speicherkapazität und eine Einrichtung zur (Hin- und Her-)Bewegung des Magnetbandes vorgesehen sein, wenn Zeitdehnungs-

aufnahmen oder Stehbilder wiedergegeben werden sollen. Dies bedingt die Anordnung verschiedener Arten von Treiber- und Steuerschaltungen, was eine große Komplexität des Schaltaufbaus zur Folge hat.

Ein magnetisches Schrägspur-Digital-Aufnahme-Wiedergabesystem der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 22 12 262 bekannt. Bei diesem System sind vier Magnetköpfe unter einem Winkel von 90° auf der Mantelfläche der Trommel angeordnet, wobei das Magnetband die Trommel über einen Winkel von 2 π/η Radiant oder 120° berührt. Dabei führt die Trommel zwei Umdrehungen oder mehr für ein Feld eines Videosignals aus. Daraus folgt, daß beispielsweise das Fernsehsignal eines Feldes unterteilt auf vier Spuren aufgezeichnet wird, während ein Teil des Fernsehsignal sich überlappt. Die Spuren sind in einer Linie in Längsrichtung des Bandes aneeordnet.

Aus der DE-OS 15 24 901 ist weiterhin ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät bekannt, bei dem die Signale auf einem Videomagnetaufzeichnungsband durch herkömmliches Schrägspurabtasten aufgezeichnet werden. Die Videoinformation wird dabei entlang geneigten Querspuren aufgezeichnet.

In einem Beispiel sind zwei Magnetköpfe um 180" beabstandet vorgesehen, während das Magnetband schraublinienförmig etwa über 180° um die Mantelfläche der Trommel gewickelt ist. Jeder Magnetkopf tastet das laufende Magnetband über lediglich einem Bogen von 180° ab, um einer vollständigen Spur einschließlich beider Teilbilder eines Videovollbildes zu folgen. K)

Dies bedeutet aber, daß dieses herkömmliche Gerät zweimal so viele Spuren, die quer über das Magnetband aufzuzeichnen sind, für die gleiche Anzahl von Videovollbildern erfordert, so daß sehr viel Magnetband benötigt wird. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit wird bei J> dem aus der DE-OS 15 24 901 bekannten Gerät das Magnetband vollständig um die Trommel (2-Typ) gewickelt und ein Videovollbild von zwei Teilbildern wird in jeder Querspur aufgezeichnet. Dadurch entstehen aber Reibungsprobleme zwischen der Trommel und dem -w Band: außerdem ist das Band schwierig einzulegen, was bereits oben erläutert wurde.

Aus der DE-OS 27 57 400 ist ein Gerät zum Aufnehmen und Wiedergeben von Videosignalen bekannt, bei dem ?wei Magnetköpfe unter einem Winkel 180"+ 0 um ■>> die Trommel beanstandet sind, während das Magnetband um diese Trommel und um Rollen mit dem Winkel 180" + 0 gewickelt Ist. Die Trommel führt eine Umdrehung für ein Teilbild aus, so daß das Fernsehsignal teilweise überlappt und auf zwei Spuren aufgezeichnet wird. ">" Bei der Wiedergabe wird ein wiedergegebenes Signal vom Überlappungsieil verwendet, um eine Wiedergabe-Zeiteinstellung zu erfassen, so daß die Magne'köpfe in der Uml'angsrichtung der Trommel verschoben weiden, damit die Prallelogranimverzeichnung herabgesetzt wird. "'"'

Bei diesem bekannten Gerät ist die Winkelverschiebung zwischen den Magnetköpfen nicht gleichwinkelig. Mit anderen Worten, bei dem aus der DE-OS 27 57 400 bekannten Gerät erfolgt die Signalüberlappung, indem die beiden Magnetköpfe mit einem Winkelabstand von ^b0 180" + 0 vorgesehen werden.

Aus der DF-OS 27 07 435 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verwendung eines Videosignalaufzeichnungs- und/oder Wiedergabegerätes zur Aufzeichung hzw. Wiedergabe von Impulssignalen bekannt. Bei dieser Signalveraibeitungseiiiriehlung wird das von einem Analog-Signal, wie beispielsweise einem Tonsignal, erhaltene PC'M-Signal In seiner Zeilachse gepreßt, um ein intermittierendes PCM-Signal zu bilden. Im intermittierenden Austastteil wird ein Synchronisiersignal eingefügt, um ein zu einem herkömmlichen Fernsehsignal ähnliches Signal zu bilden.

Schließlich ist aus der DE-OS 20 46 869 eine Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinrichtung bekannt, bei der zwei Magnetköpfe um 180° beanstandet sind, während ein Magnetband um eine Aufzeichnungsscheibe für 180° oder mehr gewickelt ist, so daß ein Teil des aufgezeichneten Signales überlappt aufgezeichnet wird. Zusätzlich wird ein Steuersignal auf dem Überlappungsteil der Aufzeichnungsspur aufgezeichnet, auf der ein Bild durch einen festen Magnetkopf aufgezeichnet wird. Bei der Wiedergabe geben die umlaufenden Magnetköpfe das aufgezeichnete Signal und das Steuersignal wieder, so daß das Steuersignal mit einer von zwei verschiedenen Bandgeschwindigkeiten, d. h. von einem normalen Betrieb und schnellem Vorlauf/Rücklauf, unterschiedlichen Mindestgeschwindigkeit wiedergegeben werden kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein magnetisches Schrägspur-Oigital-Aufnahme/W iedergabesystem anzugeben, bei dem die Reibung zwischen Magnetband und Magnetkopftrommel herabgesetzt ist, um einen gleichmäßigen Bandlauf zu erzielen, und bei dem das Magnetband möglichst einfach eingelegt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem magnetischen Schrägspur-Digital-Aufnahnie/Wiedergabesystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 6.

Die Erfindung ermöglicht ein magnetisches Schrägspur-Digital-Aufnahme/Wiedergabesysiem. das zwei oder mehr umlaufende Magnetköpfe besitzt, um ein PCM-Fernsehvideosignal entsprechend einem Vollbild bzw. Bild oder einem Teilbild aufzuzeichnen und wiederzugeben. Das PCM-Videosignal eines Bildes kann durch verschiedene umlaufende Magnetköpfe in mehreren Spuren aufgezeichnet bzw. wiedergegeben werden, ohne die Gleichmäßigkeit des Bildes zu verlieren. Die Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit der Magnetkopftrommel sowie die Verkleinerung des Bandumwickiungswinkels auf 180" oder weniger erleichtern Aulbau und Handhabung des Magnetkopftrommelmechanismus. Eine Zeitlupen-Bildfolge und Stehbilder können sofort und stabil ohne externen Speicher und ohne Pendelbewegung des Magnetbandes wiedergegeben werden. Weiterhin kann die Überlappungsspur einfach gebildet werden, so daß Steuersignale oder dergleichen mittels dieser Überlappungsspur aufgezeichnet oder wiedergegeben werden können.

Bei der Erfindung wird also das Magnetband unter einem Winkel von 180" oJer weniger um die Trommel gewickelt, und ein PCM-Fernsehsignal entsprechend einem Bild wird unterteilt auf mehreren Spuren aulgezeichnet bzw. von diesen wiedergegeben.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsl'ormen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 eine Vorderansicht bzw. eine Seitenansicht eines Aufnahme/Wiedergabesystems gemäß der Erfindung, das drei Magnetköpfe aufweist.

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Aufzeichnungsschemas eines Videosignals bei Aufnahme mit dem System nach Fig. 1 und 2.

F ig. 4 eine .schematische Darstellung der Beziehung

zwischen den Spuren in Abhängigkeit von der Zelt beim Aufzeichnungsschema gemäß Flg. 3,

Pig. 5 und 6 den Fig. 1 und 2 ähnelnde Darstellungen einer abgewandeilen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems mit zwei Magnetköpfen,

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Videosignal-Aufzeichnungsschemas oder -musters bei Aufzeichnung mittels des Systems nach Fig. 5 und 6,

Fig. 8 eine schematische Darstellung der zeltabhängigen Beziehung zwischen den Spuren beim Aufzeichnungsschema gemäß Fig. 7,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Videosignal-Aufzeichnungsschemas bei Anwendung der Erfindung auf ein PCM-Aufzeichnungssystem.

Fig. 10 eine schcmaiische Darstellung der zeiiabhängigen Beziehung zwischen den Spuren beim Aufzeichnungsschema nach Fig. 9,

Fig. 11 ein Blockschallbild einer weiteren Ausführungslorm der Erfindung mit einer Schaltung zur Aufzeichnung einer Parität zur Prüfung und Berichtigung von Fehlern in einem Überlappungsteil eines Aufzeichnungsschemas,

Fig. 12 ein Blockschaltbild noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit einer Schallung zur Aufzeichnung eines PCM-Tonsignals in einem Überlappungsteil eines Aufzeichnungsschemas,

Fig. 13 und 14 den Fig. 1 und 2 ähnelnde Darstellungen eines magnetischen Aufnahme/Wiedergabesystems gemäß der Erfindung bei Anwendung auf ein Dreikanalniagnetkopf-VTR-Geräl.

Fig. 15 eine schemalische Darstellung eines Aufnahmeschemas bzw. Musters eines mit dem System nach Fig. 13 und 14 aufgezeichneten Videosignais und

Fig. 16 eine schemalische Darstellung der gegenseitigen zeitabhängigen Beziehung zwischen den Spuren beim Aufnahme- oder Aufzeichnungsschema gemäß Fig. 15. Die in den F ig. 1 bis 4 dargestellte Ausluhrungsform des erfindungsgemäßen Aufnahme/Wiedergabesystems enthält eine obere und eine untere, feststehende Trommel 1 bzw. 2. zwischen welchen eine drehbare Magnetkopf-Trommel 3 eingefügt ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Magnetköpfe 4 bis 6 mit gleichen gegenseitigen Abständen von jeweils 2 π/3 Radiant, d. h. 120", um die Drehachse der Trommel 3 um deren Mantel- bzu Außenumfangsfläche und auch mit gleichen gegenseitigen Abständen über die Breite eines Magnetbands 7 hinweg in Axialrichtung der Trommel 3 verteilt. Der Magnetkopf 4 befindet sich am »oberen« Ende der drehbaren Trommel 3. während sich der Magnetkopf 5 in ihrem Mittelbereich und der Magnetkopf 6 am »unteren« Ende derselben befinden.

Dicht an der Lmfangs- oder Mantelfläche der Trommel 3 sind zwei Rollen oder Wellen 8 und 9 angeordnet, die auf einem gegenseitigen Abstand von etwas mehr als 2 /-/3 Radiant stehen. Das Magnetband 7 läuft zwischen der Rolle 8 und der drehbaren Trommel 3 ein und Ober die Mantelfläche der Trommel 3 und zwischen der Rolle und der Trommel 3 heraus, um dann gemäß Fig. 1 nach rechts weiterzulaufen. Ein Motor 10 dient zum Antrieb der drehbaren Trommel 3, um die Magnetköpfe ^ω bis 6 in Richtung des Pfeils 11 zu drehen. Das die Mantelfläche der Trommel 3 über etwa 2 π/3 Radiant umschlingende Magnetband 7 läuft somit in Richtung des Pfeils gemäß Fig. 1. Die Drehzahl des Motors 10 wird durch ein übliches Steuerglied 30 so gesteuert, daß der Motor 10 mit der erforderlichen Drehzahl umläuft. Das Magnetband 7 wird durch einen Motor 40 angetrieben und bewegt sich in der Richtung des Pfeiles 12. Die Drehzahl des Motors 40 wird durch ein übliches Steuerglied 50 gesteuert, so daß das Magnetband 7 mit der erforderlichen Geschwindigkeit läuft. Die Steuerglieder 30 und 50 können die Motordrehzahl bzw. Bandgeschwindigkeit einstellen.

Wie erwähnt, umschlingt bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion das Magnetband 7 die Magnetkopf-Trommel 3 mit einem etwas mehr als 120° betragenden Umschlingungswlnkel, wobei die drei Magnetköpfe 4 bis 6 in Zeitfolgeverhältnis eine obere, eine mittlere und eine untere Spur TH. TM bzw. TL abtasten. Bei einer Drehung der Trommel 3 wird somit ein Videosignal eines Feldes jeweils teilweise In zeitlicher Aufeinanderfolge auf den Spuren TH. IM und IL aufgezeichnet oder auf diese Weise wiedergegeben. Ein Aufzeichnungsmuster oder -schema des von diesem magnetischen Aufnahme/Wiedergabesystem aufgezeichneten Videosignals ist in Fig. 3 dargestellt, wobei die Magnetköpfe 4, 5 und 6 sequentielle bzw. aufeinanderfolgende Muster bzw. Spuren 13, 14 bzw. 15 formen. Die Magnetköpfe 4 bis 6 tasten dabei das Magnetband 7 in Richtung des Pfeils 16 ab, d. h. von der linken überkante des Magnetbands 7 in Richtung auf seine Unterkante. In Fig. 3 ist die Aufzeichnungsfläche des Magnetbands 7 gemäß Fig. 2 dargestellt, so daß die Bandkanten im Vergleich zu Fig. 2 seitenverkehrt wiedergegeben sind.

Flg. 4 veranschaulicht die zeitabhängige Beziehung zwischen den aufgezeichneten oder wiedergegebenen Videosignalen beim vorstehend beschriebenen System. Dabei zeichnen die drei Magnetköpfe 4 bis 6 zeitlich aufeinanderfolgend ein Feldvideosignal auf drei Spuren 13, 14 und 15 auf, die jeweils ein Videosignal entsprechend '/, Feldperiode enthalten. Wie erwähnt, ist der Magnetband-Wickelwinkel etwas größer als 2 π/3, so daß auch die Abtastzeit jedes Magnetkopfes etwas langer ist als V₁ Feldperiode. Demzufolge überlappen sich die einzelnen Abtastperioden gemäß Fig. 4 geringfügig, wodurch ein teilweises Aussetzen (»Dropout«) des Videosignals verhindert wird.

Beim erfindungsgemäßen magnetischen Aufnahme/Wiedergabesystem werden also bei einer Drehung der Magnetkopf-Trommel 3 sequentiell drei Videoteilsignale aufgezeichnet, denen jeweils ein Drittel Feldperiode derart zugeteilt ist, daß sie in sequentieller Kombination miteinander das ursprüngliche Videosignal auf den jeweiligen Spuren des Magnetbands 7 bilden. Die Wiedergabe der aufgezeichneten Videosignale vom Magnetband 7 erfolgt auf ähnliche Weise. Wenn beispielsweise Stehbilder oder Zeitdehneraufnahmen wiedergegeben werden sollen, braucht im Gegensatz zum bisherigen Typ-B-VTR-Gerät des SMPTE-Systems kein externer Speicher vorgesehen zu sein, und es ist auch keine Hin- und Herbewegung des Magnetbands erforderlich. Genauer gesagt: bei der Wiedergabe eines Stehbilds wird die Bewegung des Magnetbands durch das Steuerglied 50 angehalten, während sich die Magnetkopf-Trommel 3 unter der Steuerung des Steuergliedes 30 weiterdreht. Als Ergebnis tasten die drei Magnetköpfe 4, 5 und 6 das Magnetband 7 ab, um teilweise ein Videosignal eines Feldes auf den jeweiligen Spuren TH, TM und TL zeltsequentiell während einer Umdrehung der Trommel 3 wiederzugeben. Demgemäß folgen die Magnetköpfe 4, 5 und 6 wiederholt dem gleichen Aufzeichnungsmuster 13, 14 und 15, während die Trommel 3 mittels des Motors 10 umläuft, so daß die sequentiell von den Magnetköpfen 4, und 6 erhaltenen Videosignale ein Stehbild aufbauen, während die Trommel 3 umläuft.
In diesem Fall hört die Bewegung des Bandes 7 auf, so

daß die Magnetköpfe 4, 5 und 6 nicht mehr genau dem Aufzeichnungsmuster folgen. D. h. auf dem Weg, auf dem der Magnetkopf einer Spur folgt, wird der dieser Spur folgende Magnetkopf graduell verschoben, um so einer benachbarten Spur zu folgen. Auf diese Welse können die Signale auf diesen beiden Spuren durch einen Magnetkopf gleichzeitig erfaßt werden. Das von dem Magnetkopf erhaltene Signal Ist also eine Mischung von Signalen auf den beiden Spuren. Daher kann das ursprüngliche Signal nicht genau wiedergegeben werden, und ein Teil des wiedergegebenen Stehbildes setzt aus. Obwohl dieses Bild nicht vollkommen ist, ist es für eine ürobwiedergabe ausreichend, wenn z. B. ein Aufbereitungspunkt gesucht wird. Um vollkommene Stehbilder zu erhalten, müssen die Magnetköple in einer Richtung senkrecht zur Spurrichtung bewegt werden (vgl. hierzu auch »The Design Philosophy οΓ the VPR-I Helical Scan Machine with Automatic Scan Trading« von R. A Hathaway und R. Ravizza, 10. International Television Symposium E-6, März 1977).

Zur Wiedergabe eines Zeitlupenbildes läuft das Magnetband 7 mit der gewünschten langsamen Geschwindigkeit, gesteuert durch das Steuerglied 50, während die Trommel 3, gesteuert durch das Steuerglied 30, umläuft.

Im Fall einer Zeitdehner-Wiedergabe (»Zeitlupe«) bewegt sich also das Magnetband 7 mit der erforderlichen niedrigen Geschwindigkeit, während sich die Trommel 3 ebenfalls dreht.

Während bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung drei Magnetköpfe 4, 5 und 6 vorgesehen sind, ist die Zahl der Magnetköpfe tatsächlich nahezu beliebig. Die folgende Beschreibung anhand der Fig. 5 bis 8 bezieht sich auf eine Ausführungsform mit zwei Magnetköpfen. Die den Teilen von Fig. 1 bis 4 entsprechenden Teile sind dabei in den Fig. 5 bis 8 mit denselben Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht näher erläutert. Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 5 und 6 ist eine drehbare Magnetkopf-Trommel 21 mit einer etwa der Hälfte der Breite des Magnetbands

20 entsprechenden Höhe zwischen der oberen festen Trommel 1 und der unteren festen Trommel 2 angeordnet. Die Trommel 21 wird durch den Motor 10 in Richtung des Pfeils 11 gemäß Fig. 1 angetrieben. An der Außenumfangs- bzw. Mantelfläche der Trommel 21 sind zwei Magnetköpfe 22 und 23 jeweils in einem Abstand von 2 π/2, d. h. 180°, gegenüber der Achse der Trommel

21 und außerdem in einem Abstand entsprechend der Hälfte der Breite des Magnetbands 20 in Axialrichtung der Trommel 21 (vgl. Fig. 6) angeordnet, wobei sich der Magnetkopf 22 an der gemäß Fig. 6 unteren Kante der Trommel 21 und der Magnetkopf 23 an ihrer oberen Kante befindet.

Dicht an der Mantelfläche der Trommel 21 sind zwei Rollen oder Wellen 24 und 25 in einem gegenseitigen Winkelabstand voneinander angeordnet, der etwas mehr als 2 π/2 Radiant beträgt. Das Magnetband 20 läuft zwischen der Rolle 24 und der Trommel 21 ein und anschließend zwischen der Rolle 25 und der Trommel 21 heraus. Zwischen den Rollen 24 und 26 umschlingt das Magnetband 20 die Trommel 21 über einen Winkel von etwas mehr als 180°.

Die beiden Magnetköpfe 22 und 23 tasten auf vorher beschriebene Weise in zeitlicher Aufeinanderfolge obere und untere Spuren 20// bzw. 20/. des Magnetbands 20 ab, während dieses die Trommel 21 mit einem Winkel von etwas mehr als 180° umschlingt. Bei einer Drehung der Trommel 21 wird also das Videosignal eines Felds in zwei Abschnitte unterteilt, die zeitlich aufeinanderfolgend auf den beiden Spuren des Magnetbands 20 aufgezeichnet werden. Die Wiedergabe des so aufgezeichneten Videosignals vom Magnetband 20 erfolgt im selben Verhältnis. Das Aufzeichnungsmusler bzw. -schema auf dem Magnetband 20 ist In Fig. 7 veranschaulicht, welche die durch die Magnelköpfe 22 und 23 erzeugten Teilmuster 26 bzw. 27 veranschaulicht.

Die zeitabhängige Beziehung zwischen den Positionen der Aufzeichnungs- oder Wiedergabevideosignale in den einzelnen Spuren bei dieser Ausführungsform ist in Fig. 8 veranschaulicht. Hieraus gehl hervor, daß ein Videosignal eines Felds so aufgezeichnet wird, daß Videoilsignale mit einer Periode von etwas mehr als ¹A Feldperiode zeitlich sequentiell und einander abwechselnd auf zwei parallelen Spuren 26 und 27 des Magnetbands 20 aufgezeichnet werden.

Im folgenden ist die Anwendung der Erfindung auf ein PCM-Videobandaufnahmegeräl beschrieben. Zunächst sind dabei einige Schwierigkeiten erläutert, die in Verbindung mit einem FM-Videobandaufnahmegerät aultreten. Bei einem solchen Gerät werden ein Synchronisiersignal und ein Farbsynchronsignal zur Feststellung einer Zeitachsenabweichung für die Korrektur der Zeilachse benutzt. Zu diesem Zweck werden ein Horizontalsynchronsignal und ein diesem überlagertes Farbsynchronsignal benutzt, um die Zeitachsenabweichung in der nachfolgenden Horizontalperiode festzustellen. Die hierfür benutzte Kombination aus einem einzigen llorizontalsynchronsignal und dem nachfolgenden Farbsynchronsignal führt einen Meßfehler bezüglich der Zeitachsenabweichung aufgrund von statischem Rauschen ein um' bewirkt weiterhin eine Farbabschattung bzw. -abstului.^ an jeder horizontalen Zeile, sofern das betreffende VTR-Gerät keinen guten Rauschabstand besitzt.

Zur Ausschaltung eines solchen Meßfehlers kann einu Kombination von einer oder mehreren, der betreffenden Horizontalzeile vorhergehenden Horizontalzeilen und einem Farbsynchronsignal zur Feststellung der Zeitachsenabweichung zusätzlich zur vorher erwähnten Feststellung bzw. Messung benutzt werden, um dadurch die Zeitachsenabweichung zu korrigieren. Dieses Verfahren ist jedoch nur dünn wirksam, wenn ein Videosignal eines Felds kontinuierlich in einer Einzelspur aufgezeichnet wird. Dagegen ist dieses Vorgehen im Falle einer diskontinuierlich aufgezeichneten Zeitachse unwirksam, nämlich wie im Fall gemäß des vorliegenden AuI-nahme/Wiedergabesystems, bei dem die Aulzeichnungsspuren innerhalb eines Bilds umgeschaltet bzw. gegeneinander versetzt sind. In diesem Fall können die diskontinuierlichen bzw. unterbrochenen Stellen nicht ausgefüllt werden, so daß auch die im Bild auftretende Farbabstufung nicht beseitigt werden kann. Aulgrund von teilweiser Dehnung des Magnetbands, geringfügigen Abweichungen der physikalischen Abmessungen oder Reibung zwischen den zusammenwirkenden Teilen und dergleichen kann es vorkommen, daß die Relativgeschwindigkeit des Magnetkopfes gegenüber dem Magnetband zwischen Aufnahme- und Wiedergabebelriebsart variiert. Diese Abweichung der Relalivgeschwindigkeit wurde bisher durch Messung des Geschwindigkeitsfehlers auf der Basis der Zeilmessung des vorhergehenden und des nachfolgenden Synchronsignals korrigiert. Im Augenblick des Magnetkopfwechsels entsteht jedoch eine Unterbrechung zwischen diesen beiden Synchronsignalen, so daß ein Geschwindigkeitsfehler nicht feststellbar ist. Bei diesem Verfahren ist also eine derartige Korrektur nicht möglich.

Beim PCM-Bandaufnahmegerat wird eine Information bezüglich der Zeilachse durch Erzeugung eines Taktsignals anhand eines Wiedergabesignals geliefert. Die Taktlrequenzkoniponente ist stets in einem Digitalaufnahmesigna! enthalten, so dall selbst dann, wenn dieses Signal durch die Magnetkopfwechselperioden bedingte Unlerbrechungsstellen auf der Zeitachse aufweist, die angestrebte Korrektur innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne durch Reproduktion des Takts unmittelbar nach der Unterbrechungsstelle möglich ist. Aus diesem Grund wird das erlindungsgemäße magnetische Aufnahme/Wiedergabesystem, bei welchem Innerhalb eines Bildfelds ein Magnetkopfwechsel bzw. ein Aufzeichnungsspurwechsel erfolgt, vorzugsweise auf das PCM-Aufzeichnungssyslem angewandt, bei dem im Gegensatz zum FM-Aulzeiehnungssystem keine Farbabschattung bzw. -abstufung im Wiedergabebild erscheint. Das erfindungsgemälk System eignet sich somit besonders vorteilhaft für ein PCM-Videobandaufnahmegerät.

Im folgenden ist die Anwendung der Erfindung auf ein PCM-Videobandaufnahmegeräl anhand der Fig. 9 bis 12 beschrieben. Bei diesem System ist der Magnetband-Umschlingungs- bzw. -Wickelwinkel etwas größer als bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Die Über'appungsteile MA. 14.4 und ISA der aufgezeichneten TeM-musier bzw. -spuren 13, 14 bzw. IS in den jeweiligen Spuren TH. TM bzw. IL werden hierbei für die Aufzeichnung eines Fehlerkorrektur- bzw. Detektorkodes oder eines PCM-Tonsignals benutzt.

Fig. 11 veranschaulicht eine Ausführungsform des erlindungsgemiiüen Systems, bei dem während der Überlappungsperioden Ichlerkorrektur- bzw. Meßparitätskodes aufgezeichnet werden.

Bei Aufnahme wird ein an eine Eingangsklemme 101 angelegtes PCM-Videosignal einem Modulator 102 und einem Paritätsgenerator 103 eingegeben. Das modulierte Ausgangssignal des Modulators 102 wird an die Magnetköpfe 4, 5 und 6 über die Video-Stellungen V von Schallerelementen 104.4 bis 104t' eines Video/Paritätsschalters 104 und sodann über die Aufnahme-Positionen R von Schalterelemcnlen 105/1 bis 105C eines Aufnahme/Wiedergabeschalters 105 angelegt. Der Paritäts-Generator 103 nimmt das Videosignal von der Eingangsklemme 101 ab und liefert ein Paritätssignal entsprechend einem Videosignal in einer Abtastperiode. Der Paritätsgenerator 103 dient zur Selbstprüfung bzw. -korrektur von Fehlern, die beim Aufzeichnen oder Wiedergeben eines PCM-Videosignals auftreten. Der Paritätsgenerator 103 erzeugt Paritätsbits, die zum PCM-Videosignal addiert werden. Das Paritätssignal wird durch einen Modulator 106 moduliert. Das von diesem modulierte Paritätsauögangssignal wird an die drei Magnetköpfe 4 bis 6 über die Parität-Stellungen P von den Schalterelementen 104/1 bis 104C des Video/Paritätsschalters 104 sowie die Aufnahme-Stellungen R der Schalterelemente 105Λ bis 105C angelegt. Unter dem Einfluß einer Schaltersteuerung 107 wird der Video/Paritätsschalter 104 in die Video-Positionen V umgeschaltet, wenn mittels der Magnetköpfe 4 bis 6 ein Videosignal aufgezeichnet werden soll, während er in die Parität-Stellungen P umgeschaltet wird, wenn die Magnetköpfe 4 bis 6 eine Parität, d. h. ein Paritätsbit, aufzeichnen sollen. Das Zeitsteuerverhältnis dieser Schalter ist in Fig. 10 dargestellt.

In der Wiedergabebetriebsart werden die Schalterelemene 105/4 und 105C des Aufnahme/Wiedergabeschalters 105 in die Wiedergabe-Stellungen P gesetzt. Die von den Magnetköpfen 4 bis 6 erzeugten Signale werden Demodulator-Zeitbasis-Ausgleichkreisen 110, 111 und 112 eingegeben, in denen das Videosignal und das Paritätssignal demoduliert werden und ein Zeitfehler zwischen Aufzeichnung und Wiedergabe ausgeglichen wird. Die von diesen Ausgleichkreisen gelieferten, bezüglich des Zeltfehlers korrigierten bzw. ausgeglichenen Video- und Paritätssignale werden Fehlerdetektor Ausgleichkreisen 113 bis 115 eingegeben, in denen Fehler festgestellt und auf der Grundlage der Paritäten ausgeglichen werden. Die von den Ausgleichskreisen 113 bis 115 gelleferten, fehlerkorrigierten Videosignale werden sodann über einen Schalter 116 einer Ausgangsklemme 117 zugeführt. Die Schaltersteuerung 107 schaltet den Schalter 116 fortlaufend zwischen seinen Kontaktpositionen A, B und C". Infolgedessen werden die Überlappungsteile 13/f bis 15/1 von den betreffenden Teilmustern 13, 14 bzw. 15 entfernt, so daß sich ein kontinuierliches PCM-Videosignal ergibt. Die vorstehend in Verbindung mit Fig. 11 beschriebenen Schaltkreise sind von an sich bekannter Art, so daß sie nicht näher erläutert zu werden brauchen.

(Vgl. für den Paritätsgenerator 103 und die Ausgleichskreise 113 bis 115 z. B. »Error Correcting Codes« von W. W. Peterson und E. J. Weldon in M. I. I. Press, Cambridge, Mass. 1972; für die Modulatoren 102, 106 und die Demodulatoren z.B. US-PS 3108 261; für die Ausgleichskreise 110, 111, 112 z. B. «Overview of Time-Base Correction Techniques and their Applications« von Koichi Sadashige, SMPTE Journal, VoI 85, Oktober 1975). Für die Schalter 104, 105 und 116 können beispielsweise elektronische Schalter, wie MOSFETs, benutzt werden.

In Fig. 12 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher ein PCM-Tonsignal in den Überlappungsteilen aufgezeichnet wird. In Fig. 12 sind die den Teilen von Fig. II entsprechenden Teile mit denselben Bezugszeichen wie vorher bezeichnet. In der Aufnahmebetriebsart wird ein an eine Eingangsklemme 120 angelegtes PCM-Tonsignal in einen Speicher 121 geladen, in welchem ein PCM-Tonsignal für eine Abtastperiode vorübergehend gespeichert wird. In Abhängigkeit von einem Taktsignal eines Taktsignalgenerators 122 liefert der Speicher 121 ein PCM-Tonsignal entsprechend einer Abtastperlde während der (jeweiligen) Überlappungsperiode, d. h. der Tonaufzeichnungsperiode. Das aus dem Speicher 121 ausgelesene PCM-Tonsignal wird durch einen Modulator 123 moduliert und dann in modulierter Form an die Magnetköpfe 4 bis 6 über die Audio- bzw. Ton-Positionen A von Schalterelementen 124/1 bis 124C eines Video/Audio-Schalters 124 sowie die Aufnahme-Positionen R von Schalterelementen 105/1 bis 105C des Aufnahme/Wiedergabeschalters 105 angelegt. Die umschaiizeiisteuerung der ViA-Positionen der Schalterelemente 124/) bis 124C erfolgen auf ähnliche Weise wie für die k/P-Positionen der Schalterelemente Ί04/1 bis 104C durch die Schaltersteuerung 107 gemäß Fig. 11, wie dies in Fig. 10 veranschaulicht ist. In der Wiedergabebetriebsart werden die Aufnahme/Wiedergabe-Schalterelemente 105/4 bis 105C in die jeweiligen Wiedergabepositionen P umgeschaltet. In diesen Positionen P werden die von den Magnetköpfen 4 bis 6 ausgelesenen Signale an die Demodulator/Zeitbasis-Ausgleichskreise 110 bis 112 angelegt, durch welche die Videosignale demoduliert werden und ein Zeitfehler zwischen Aufnahme und Wiedergabe ausgeglichen wird. Die entsprechend korrigierten Videosignale werden sodann an die Schalterelemente 125/4 bis 125C eines Video/Audio-Trennschalters 125 angelegt Die VIA -Umschaltzeitsteuerung der Schalterelemente 125/4 bis 125C erfolgt durch die Schaltersteuerung 107 auf ähnliche Weise wie die

K/P-Umschaltzeltsteuerung der Schalterelemente 104/1 bis 104C gemäß Fig. 10. Während der Überlappungsperiode einer Abtastperiode werden die Schalterelemente 125Λ bis 125t" jeweils in die Audio-Stellung A gesetzt, während sie während der restlichen Periode in die Video-Stellungen V gestellt werden, und zwar jeweils auf zeltlich sequentielle Weise. Auf diese Weise werden das PCM-Video-Slgnal und das PCM-Audio- bzw. -Tonsignal voneinander getrennt. Das so abgetrennte PCM-Videosignal wird an einer Ausgangsklemme 117 abgenommen. Das abgetrennte PCM-Tonslgnal wird dagegen vorübergehend in einem Speicher 126 gespeichert und dann mit niedriger Frequenz ausgelesen, um das ursprüngliche PCM-Tonsignal zu reproduzieren, das seinerseits an einer Ausgangsklcmrnc !27 abgegeben wird. Bei der beschriebenen Ausführungsform können die Audio- und die Vldeo-Magnetköpfe aus ein und denselben Magnetköpfen bestehen.

In weiterer Abwandlung können sowohl ein PCM-Tonsignal als auch ein Paritätssignal in den Überlappungsteilen der Magnetbandspuren aufgezeichnet werden.

Im Falle einer sogenannten Nachaufzeichnung, wobei ein Ton- und/oder Videosignal selektiv erneut aufgezeichnet werden kann oder eines dieser Signale später aufgezeichnet wird, kann zwischen dem Tonsignalleil und dem Videosignalteil ein unbesetzter Freiraum verbleiben, so daß beide Signalarten völlig voneinander unabhängig aufgezeichnet weiden können.

Im Falle der PCM-Aufzeichnung bzw. -Aufnahme ist es denkbar, daß das PCM-Signal nach der Umwandlung eines Videosignals in ein PCM-Signal aufgeteilt wird, um in Abhängigkeit von der Betriebsgeschwindigkeit der Schaltkreise In zwei bis vier Kanälen aufgezeichnet zu werden. In diesem Fall kann ein Mehrkanal-Magnetkopf oder ein solcher mit mehreren dicht nebeneinander befindlichen Magnetköpfen verwendet werden.

In den Fig. 13 und 14 ist eine Ausführungsfomi dargestellt, bei welcher die Erfindung auf Dreikanal-Magnetköpfe angewandt ist. Die verschiedenen Teile sind dabei wiederum mit denselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 und 2 bezeichnet. Dabei sind drei Sätze von Dreikanal-Magnetköpfen 4.4 bis 4C, 120° dicht an der Mantelfläche der drehbaren Magnetkopf-Trommel 3 angeordnet. Die drei Magnelköple, z. B. 4,-I bis 4C. jedes Dreikanal-Magnetkopfsatzes sind dabei gemäß Fig. 14 sowohl lotrecht als auch waagerecht in der Reihenfolge 4.4, 48, 4t gegeneinander versetzt.

Bei dieser Ausführungsform umschlingt das Magnetband 7 die Magnetkopf-Trommel 3 über einen Winkel von etwas mehr als 120°. Die jeweiligen Dreikanal-Magnetköpfe 4/i bis 4t". 5/4 bis 5t" und 6/i bis oC iasien dabei zeitsequentiell die obere, die mittlere bzw. die untere Spur TH. TM bzw. TL des Magnetbands 7 ab. Bei einer Umdrehung der Trommel 3 wird somit ein Videosignal in Form von drei Kanälen eines Felds in Zeitfolgeverhältnis in drei einzelne Kanäle aufgeteilt, um in den drei Spuren TH. TM und TL aufgezeichnet zu werden. Die aufgezeichneten Signale werden auf ähnliche Weise von diesen drei Spuren TH, TM und TL wiedergegeben. Das Aufzeichnungsmuster bzw. -schema auf dem Magnetband 7 ist in Fig. 15 veranschaulicht, weiche die durch die Magnetköpfe AA bis 4C. SA bis SC und 6A bis 6C erzeugten getrennten Aufzelchnungsmuster 13/) bis 13C, UA bis 14C bzw. 15/1 bis 15C zeigt. Gemäß Fig. 15 erfolgt die Abtastung durch jeden Magnetkopf auf die durch den Pfeil 16 angedeutete Weise vom linken oberen Rand zum rechten unteren Rand. In Fig. 15 ist das Magnetband 7 mit der gemUß Fig. 14 bespielten Seite dargestellt, so daß die Magnetbandränder in Fig. 15 gegenüber Fig. 14 seltenverkehrt dargestellt sind.

Die zeitabhängige Beziehung zwischen den aufgezeichneten oder wiedergegebenen Videosignalen bei dieser Ausführungsform ist In Fig. 16 veranschaulicht. Wie erwähnt, tasten drei Sätze von Dreikanal-Magnetköpfen 4/1 bis 4t'. 5/f bis 5C und 6a bis 6C in Zeitfolgeverhältnis die Dreikanal-Videosignale eines Felds auf drei Spurensalzen 13A bis !3C 14A bis !4C und \SA bis 15t ab. Jeder dieser Spurensätze enthält die Dreikanal-Videosignale entsprechend einer Periode von etwas mehr als V₁ Feldperiode. Ersichtlicherweise ist der Magnetband-Umschlingungswinkel etwas größer als 2 π/3, d. h. der Abstand zwischen zwei benachbarten Magnetköpfen und dementsprechend die Magnetband-Abtastzeit jedes Dreikanal-Magnetkopfsatzes 4A bis 4C. 5.4 bis 5C" und 6/f bis 6C ist folglich etwas länger als V₁ Feldperiode. Aus diesem Grund überlappen sich die einzelnen Abtaslperioden geringfügig, wodurch Aussetzer des Videosignals vermieden werden.

ErfindungsgemälJ kann auch eine herkömmliche Gleichlaufsteuerung durchgeführt werden, wobei der Magnetkopf unter Steuerung senkrecht zur Spurerstrek-

M kung verschoben wird. Hierdurch werden teilweise Bildausfälle vermieden, die dann entstehen, wenn ein Wiedergabekopf mehrere Spuren überspannt. Als Ergebnis kann in absolut einwandfreier Weise ein Stehbild <xk eine Zeitdehnerbildfolge wiedergegeben werden.

Die Erfindung bietet die folgenden Vorteile:

1. Der Magnetband-Umschlingungswinkel kann auf etwa 2 π/η (mit η = Zahl der Magnetköpfe) und somit auf weniger als π eingestellt werden. Hierdurch wird die Bandreibung an der Magneikopl-Trommel reduziert, wodurch Magnetbandschwingung weitgehend ausgeschaltet wird. Infolgedessen wird ein stabilisierter Bandlauf erreicht.

2. Das Einlegen des Magnetbands ist einfach, so daß das erfindungsgemäße System vorteilhaft auf Bandkassetten anwendbar ist.

3. Wenn bei einer Umdrehung der Magnetkopf-Trommel jeweils ein Videosignal entsprechend einem Bildfeld aufgezeichnet wird, lassen sich ohne weiteres Zeitlupen- und Stehbildaufnahmen ohne externen Speicher und uhne Pendelbewegung Je* Magnetbands wiedergeben.

4. Bei Anwendung der Erfindung auf ein PCM-Videobandaufnahmegerät tritt keine Verschlechterung der Bildqualität, wie Bildabschattung, aufgrund einer Unterbrechung der Zeitachse am Wechselzeilpunkl der Magnetkopfabtastung auf, während zusätzlich die vorstehend erläuterten Voneile geboten werden. Bei dieser Ausgestaltung werden also ein einfaches, stabiles Magnetband-Transportsystem und eine ausgezeichnete Bildqualität der wiedergegebenen Bilder gewährleistet.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetische Schrägspur-Digital-Aufnahme/ Wiedergabesystem zum Aufzeichnen eines Videosignals auf einem Magnetband, mit einer um ihre Drehachse umlaufenden Trommel, die derart drehbar ist, daß zwei oder mehr Umdrehungen einem Teilbild des Videosignals entsprechen, und mit η Magnet-Aufzeichnungsköpfen (»= ganzzahlig und größer als 1) zum Aufzeichnen des Videosignales, die neben der Mantelfläche der Trommel angeordnet sind, wobei das Magnetband die Trommel in bezug auf die Drehachse mit einem Winkel von wenigstens 2 π/η Radiant umschlingt, so daß ein Signal erzeugt wird, das zeitsequentiell zum Aufzeichnen in /; Spuren der· Magnetbandes unterteilt ist und von diesen η Spuren wiedergegeben werden kann, und wobei die Winkelverschiebung der Magnelköpfe um die Drehachse der Trommel etwa 2 π/η Radiant zueinander beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Videosignal ein (PCM) Pulscodeniodulationssignal ist, daß die Magnetköpfe (4 bis 6) in Richtung parallel zur Drehachse der Trommel (3) gegeneinander versetzt angeordnet sind, und daß der Abstand der Magnetköpfe (4 bis 6) in der Richtung parallel zur Drehachse etwa Mn der Breite des Magnetbandes (7) ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fehlerkorrekturcodes in den einzelnen Überlappungstellen zwischen benachbarten Aufzelchnungsmusiem aufgezeichnet sind, die zeitsequentiell auf den /ι Spuren des Magnetbandes (7) aufgezeichnet sind.

3. System nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Pulscoüemodulation-Tonsignale (PCM) in den jeweiügen Überlappungsteilen zwischen benachbarten Aufzeichnungsniustern aufgezeichnet sind, die zeilsequcntiell auf den /; Spuren des Magnetbandes (7) aulgezeichnet sind.

4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der // Magnetköpfe (4 bis 6) aus einem Mehrkanal-Magnclkopf (4-4 bis 4C) oder aus einem in mehrere Kanäle unterteilten Magnetkopf mit mehreren dicht nebeneinander angeordneten Einzel-Magnetköplen besteht.

5. System nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anhalten des Bandlaufs in der Wiedergabebetriebsart bei sich drehender Magnetkopf-Trommel (3). so daß ein Stehbild reproduzierbar ist.

6. System nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine weitere Einrichtung zum Transportieren des Magnetbandes mit niedriger Geschwindigkeit In der Wiedergabebetriebsart bei umlaufender Magnetkopf-Trommel (3), so daß eine Zeitlupen- bzw. Zeitdehner-Bildlolge reproduzierbar ist.