专利名称：多迹螺旋扫描系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于盒式录像机(VCR)的螺旋扫描系统，特别地，涉及一种装载在VCR内的磁带多迹扫描系统。
在VCR中，通常使用一个螺旋扫描系统，借助于一个称之为“扫描器”的在其某一直径两端安装有一对视频头的圆柱形转鼓组件对磁带进行扫描，以记录和/或重现视像信号。
当转鼓组件每旋转一圈时，两个视频头与磁带相接触，以逐场地记录或再现视像。
在这种螺旋扫描系统中，有时为了快速复制，需要以高速来重现或记录视像信号。一个重要的控制复制速度的变量是磁带的运动速度。磁带运动愈快，复制速度就变得愈高。然而，当磁带运动速度增加时，由于磁带和与之接触的视频头之间相对速度的变化，视频头的径迹将趋于偏离与它们在磁带上的相应轨迹的对准。因此，当一个视频头扫描了它相邻轨迹的一部分时，可能引起串扰。进而，该串扰可能在重现的图像上产生一个噪声带。
另一个重要变量是安装在转鼓组件上的视频头的数目。某些型号的VCR还额外含有一对视频头。例如，在授予Yoshiyuki Ikushima等人的美国专利NO.5,311,375中所公开的一种多视频头VCR系统在其转鼓组件上布置了第一对和第二对两对视频头。第一对视频头的扫描形成第一和第二轨迹，两轨迹之间分开约一个轨迹宽度，第二对视频头的扫描形成也是分开约一个轨迹宽度的第三和第四轨迹，这两个轨迹与第一、第二轨迹是交错排列的。这样的视频头安排可以在某种特定的重现模式中，例如静止模式，快进模式，或字幕模式中，有助于改进再现图像的质量。
这样，存在着开发这样一种技术的需要，它可以用在VCR中，使之能够以高速度复制预先记录的视像信号而不会产生噪声带。
因此，本发明的一个主要目的是提供一种螺旋扫描装置，它能够扫描多个视像轨迹以达到高速复制的目的。
根据本发明的一个优选实施例，提供了一种用于盒式录像机中对磁带上的多条轨迹进行扫描的螺旋扫描装置，它包括一个能使磁带以N倍于标准磁带运动速度的速度运动的磁带传动装置，其中N是一个速度倍乘因子，并且是一个正整数(N＝1，2，3…)；以及一个转鼓组件，它用来对被引导得相对于转鼓组件有一个角度的磁带进行扫描，该转鼓组件上有2N个视频头，安装在其外表面的圆周上，视频头分成两组，每一组有N个视频头，每一组的各视频头相互间以预定的间离紧密地相邻放置，它们的高度不同，沿转鼓组件的旋转方向逐级地向上放置，但与磁带的纵方向是对齐的。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于盒式录像机中对磁带上的多条轨迹进行扫描的螺旋扫描装置，它包括一个能使磁带以N倍于标准磁带运动速度的速度运动的磁带传动装置，其中N是一个速度倍乘因子，并且是一个正整数(N＝1，2，3…)；以及一个转鼓组件，它用来对被引导得相对于转鼓组件有一个角度的磁带进行扫描，该转鼓组件上有N对视频头，安装在其外表面的圆周上，上述N对视频头是这样布置的每一对视频头互相分开360°/N的角度，每一对视频头都有相邻放置的第一和第二两个视频头，并且每一对中的第二视频头在转鼓组件的旋转方向上都放置得比相应的第一视频头高一个预定的高度。
本发明的上述目的和其他目的以及特点将通过下面结合附图对优选实施例的说明而变得清楚明显，在附图中，
图1示出一种普通的螺旋扫描系统；图2是根据本发明在图1所示转鼓组件上的视频头布置的顶视图；图3是根据本发明另一个实施例在转鼓组件上的视频头布置的顶视图；以及图4和图5分别示出由图2和图3所示的视频头布置在磁带上扫出的轨迹图形。
参见图1，那里示出了普通螺旋扫描系统的基本布置，以帮助说明本发明，其中的磁带20以螺旋形的形式卷绕在柱状转鼓组件10上。
为了帮助磁带20进出转鼓组件10，在左侧提供一个供带斜压辊12作为转鼓组件10的输入引导装置，在右侧提供一个收带斜压辊14用作转鼓组件10的输出引导装置。供带斜压辊12使磁带向下方传送，收带斜压辊14使磁带传向含有一个夹送辊32和一个主动辊34的磁带传送机构30。
转鼓组件10划分成上鼓区16和下鼓区18。上鼓区16逆时针旋转，并带动安装在其下方表面上的两个视频头。两个视频头精确地相隔180°，位在转鼓组件10的同一直径两端。它们稍稍突起，以压入磁带20的表面。转鼓组件10的下鼓区18静止不动，其表面上有加工下凹的导引带22。导引带22用来把磁带20导引得相对于转鼓组件10成一个角度，例如5.93539°。这个角度称为“导引角”。
在记录一系列视像场时，两个视频头交替作有。在NTSE制式中，因为转半圈记录一场，约需1/60秒，故转一整圈需1/30秒。于是转鼓组件10的旋转速度为30圈每秒(rps)，或1800圈每分(rpm)。
因为磁带20环绕转鼓10以向下的角度前进，所以每个视频头以小角度横过磁带的宽度。每条径迹从接近磁带下缘处开始，在接近上缘处终结。
磁带20环绕着转鼓组件10，两者相接触的范围稍大于180°，在放像模式或记录模式下，借助于包括夹送辊32和主动辊34的磁带传送机构30，磁带20沿着导引带以例如33.35mm/s的标准速度运动。当磁带以导引角经过视频头时，就在横过磁带的倾斜径迹或轨迹上实现磁记录和/或磁再现。本技术领域的人都知道，轨迹相对于磁带20的纵方向的倾斜角例如为5.9694°。在NTSC制式情形下，在每一条倾斜轨迹上有包含了262.5个水平行(“262.5H”)的视像信息的一个垂直场。
根据本发明，磁带传送机构30的设计是以快于标准速度的速度传送磁带20。也就是说，为了进行高速复制，磁带传送机构30使磁带在再现原先记录的视像信号时或在记录再现的视像信号时以N倍于标准速度的速度前进，其中N是一个速度倍乘因子，为正整数(N＝1，2，3，…)。适用于扫描N倍于标准速度运动的磁带20的转鼓组件10将在下面参考图2和图4予以说明。
图2是根据本发明的转鼓组件10的平面图，它能够在磁带20上实现多迹扫描。
转鼓组件10上的视频头布置为，有多个视频头CH1至CH2N布置在旋转的上鼓区16的外表面圆周上。其中的N与磁带传送机构30的速度倍乘因子相同。
视频头划分成两组。每一组有N个视频头，即CH1至CHN和CHN+1至CH2N，它们以预定的间隔互相靠近地放置。从图4可以看出，预定的间隔为1.5H，这对应于两个分别与相应的视频头相对准的相邻轨迹的端部之间的距离，其中H代表一个水平视像行。此外，第一组中的各个视频头CH1至CHN分别与第二组中的各个视频头CHN+1至CH2N对称地相对放置，两两相隔180°。每一组中的奇数号视频头都具有第一方位角，相对于垂直于视频头的扫描方向沿第一方向倾斜，而每一组中的偶数号视频头都具有第二方位角，分别沿着与第一方向相对的第二方向倾斜。也就是说，各视频头以交替的方式取第一方位角和第二方位角。
再有，如图4所示，两组中的视频头CH1至CHN和CHN+1至CH2N的排列方式是，如果通过它们画一条假想的直线，该直线的斜率将小于零。也就是，两组中的视频头CH1至CHN和CHN+1至CH2N是从转鼓组件10的下缘24开始逐级地向上放置在不同的高度处的，但是与环绕在转换组件10上的磁带20的行进方向或纵方向是对齐的，由此保证了各视频头同时地在磁带20上扫描相应数目的轨迹。高度差对应于轨迹的有效宽度“W”，即58μm。图2中圆括号内的数字代表第一或第二视频头组中其余视频头相对于这两组中的领头视频头CH1或CHN+1的逐级的高度。
参见图4，那里画出了转鼓组件10上的视频头与磁带20之间的关系。当N倍于标准速度运动的磁带20移经转鼓组件10时，第一组中的所有N个视频头CH1至CHN位在相应N条轨迹低端，然后在转鼓组件10旋转半周时扫描N条轨迹。当下一时刻磁带20前进到第二视频头组所在的位置时，第二组中的N个视频头CHN+1至CH2N在转鼓组件10的下半周旋转中同时扫描另外N条轨迹。这样，每一组中的N个视频头在转鼓组件10的每次旋转时期内在磁带20上扫描了各自相应的N条轨迹，从而实现了磁带20的多迹扫描。
如果有必要以更高的速度复制视像信号，可以采用两个螺旋扫描系统，其中之一用来再现预先记录在磁带上的视像信号，另一个用来在空白磁带上记录再现的视像信号。
图3画出根据本发明另一个优选实施例中转鼓组件上的视频头布置。转鼓组件10含有N对视频头CH1至CH2N，每一对视频头之间相隔360°/N的角度。
上述N对中的每一对都含有一个第一视频头和一个第二视频头，两者相隔一个预定的距离相邻地布置，并具有不同的方位角。每一对中两个视频头之间的预定距离与前面的情形一样，也调节为1.5H。
此外，如图5所示，每一对中的两个视频头放置在从转鼓组件10的底缘24算起的不同的高度上，但是与环绕在转鼓组件10上的磁带20的运动方向或纵向是对齐的。也就是说，各对中的第二视频头CH2、CH4、CH6或CH2N放置在各对中的第一视频头CH1、CH3、CH5或CH2N-1上方的不同高度上。高度差对应于轨迹的有效宽度，例如58μm。图3中圆括号内的数字代表第一和第二视频头之间的高度。
参见图5，那里画出了根据本发明第二实施例中转鼓组件10上的视频头与磁带之间的关系。当N倍于标准速度运动的磁带20移经转鼓组件10时，在转鼓组件10每转动360°/N的角度时，各个视像头对依次地压在其相应的一对轨迹上对它们进行扫描。因此，每一对视像头跟踪两条轨迹，从而转鼓组件10每旋转一周就产生了N个全场的视像信息。
当磁带运动速度增加时，各视像头的径迹斜率将大于轨迹角。因此，为了使视像头准确地跟踪磁带20上的相应轨迹，转鼓组件10的导引角“θD”需要按下式改变 其中，θT是轨迹相对于磁带纵方向倾斜的轨迹角，W是有效磁带宽度，N是速度倍乘因子，以及L是每个轨迹的磁带运动距离。
此外，由于上述导引角与通常的导引角不同，所以转鼓组件10的直径“D”也需要改变。可以导出，转鼓直径为 从而 其中D是转鼓组件的直径，N是速度倍乘因子，以及θD是转鼓组件10的导引角。
现在，需要指出，斜压辊12和14的倾斜角和中心坐标位置也要作相应改变，以适配于转鼓组件的形状。在本技术领域内已知有多种推导倾斜角和中心坐标的方法。例如，方法之一已公布在Nakamura Katsushi的论文“Design Methodfor a Tape Scanning System(磁带扫描系统的设计方法)”，Designand Estimation of a VTR Tape Scanning System(VTR扫描系统的设计和评估)，pp11-14，日本Mastushita Electronics Co.，Ltd出版(1990，4月30日)中，该文作为本说明的一部分，以资参考。
尽管本发明是通过优选实施例来显示和说明的，但是对于熟悉本技术领域的人们来说，显然可以在不偏离由后附权利要求所定义的本发明的精神和范畴的情形下，作出多种改变和修正。
权利要求
1.一种用来在盒式录像机中对磁带上的多条轨迹进行扫描的螺旋扫描装置，它包括用来以N倍于标准磁带运动速度的速度传送磁带的磁带传送装置，其中上述N是速度倍乘因子，并且是一个正整数；以及用来对磁带进行扫描的转鼓组件，该磁带被导引得相对于转鼓组件有一个夹角，转鼓组件有2 N个视像头，它们沿着转鼓组件的外表面圆周安装，视像头划分成两组，每一组含有N个视像头，每一组中的视像头以一个预定的间隔互相紧密地邻近排列，它们的方位角不同，交替地改变，第一组的N个视像头在沿着转鼓组件的旋转方向上与第二组的N个视像头对称地相对放置。
2.根据权利要求1的装置，其中每一组中的各视像头被放置在从转鼓组件的下缘开始逐级向上的不同高度上。
3.根据权利要求2的装置，其中相邻视像头之间的高度差等于磁带上轨迹的有效宽度。
4.根据权利要求1的装置，其中的预定间距等于磁带上两条各自与相应的视像头对准的相邻轨迹的端部之间的距离。
5.根据权利要求1的装置，其中相对于转鼓组件的角度(θD)由下式确定θD=tan-1(WWtanθT+NL)]]>其中，θT是轨迹相对于磁带纵方向倾斜的轨迹角，W是有效带宽度，N是速度倍乘因子，以及L是每条轨迹的磁带运动距离。
6.根据权利要求5的装置，其中转鼓组件的直径(D)由下式确定D=WπsinθD2]]>
7.一种用来在盒式录像机中对磁带上的多条轨迹进行扫描的螺旋扫描装置，它包括用来以N个倍于标准磁带运动速度的速度传送磁带的磁带传送装置，其中上述N是速度倍乘因子，并且是一个正整数；以及用来对磁带进行扫描的转鼓组件，该磁带被导引得相对于转鼓组件有一夹角，转鼓组件上有2N个视像头，它们沿着转鼓组件的外表面圆周安装，N对视像头的布置方式，各对视像头互相隔开360°/N的角度，每一对中有第一和第二两个视像头，它们以一个预定的间隔相邻放置，两者的方位角互不相同。
8.根据权利要求7的装置，其中，每一对中的两个视像头放置在从转鼓组件下缘算起的不同的高度上。
9.根据权利要求8的装置，其中两个视像头之间的高度差等于轨迹的有效宽度。
10.根据权利要求7的装置，其中的预定间隔等于磁带上两条各自与相应的视像头对准的相邻轨迹的端部之间的距离。
11.根据权利要求7的装置，其中相对于转鼓组件的角度(θD)由下式确定θD=tan-1(WWtanθT+NL)]]>其中θT是轨迹相对于磁带纵方向倾斜的轨迹角，W是有效带宽度，N是速度倍乘因子，以及L是每条轨迹的磁带运动距离。
12.根据权利要求11的装置，其中转鼓组件的直径(D)由下式确定D=(WπsinθD2)]]>
全文摘要
转鼓组件上的视像头布置包括两组视像头，每组中有N个视像头，N是正整数，每组中的各视像头以一预定间隔互相邻近紧密地放置，每组中的各视像头从转鼓组件的下缘开始逐级向上地放置在不同高度上。转鼓组件上的视像头布置的第二个实施例包括N对视像头，它们的布置方式是，各对视镜头互相隔开360°/N，N是正整数，N对中的每对都含有第一和第二视像头，它们互相邻近放置，每对中的第二视像头放置在从转鼓组件底部开始的每对中的第一视像头上方的一预定高度上。
文档编号G11B5/86GK1126870SQ94118399
公开日1996年7月17日 申请日期1994年11月16日 优先权日1993年11月16日
发明者申玑勋 申请人:大宇电子株式会社