專利名稱：磁帶記錄與再生裝置及其處理程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于磁帶記錄與再生裝置及其處理程序，更詳細(xì)地說是關(guān)于具有預(yù)測及自動切換記錄模式功能的磁帶記錄與再生裝置及其處理程序，該裝置在錄像過程中，能夠根據(jù)節(jié)目來源時間及剩余磁帶時間的關(guān)系，預(yù)測磁帶傳輸速度切換的時間，且按時自動地切換磁帶傳輸速度。
美國專利第5,275,351號，專利名稱“磁帶定速控制器”(Constant Tape Speed Controller)由吳宗曉及沈金鐘先生于1992年4月30日提出申請，并于1994年1月4日獲準(zhǔn)通過。上述的專利內(nèi)容與本發(fā)明具有相關(guān)性，可視為本發(fā)明的參考資料，且上述專利所有權(quán)人同意將該專利轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的所有權(quán)人。
一個傳統(tǒng)的磁帶傳輸裝置，如錄放影機(jī)中的磁帶傳輸裝置10，描繪于

圖1(a)。磁帶11由供帶盤12供給，經(jīng)過了絞盤13及擠壓滾筒(pinch roller)筒4而被收集于卷帶盤15。圖1(b)中顯示了一段磁帶的截面圖，此磁帶的厚度為t，磁帶總長為L，且L極大于t。例如目前市面上廣被使用的VHS卡式錄影帶(規(guī)格為T-120)，其厚度t是20微米(μm)，長度L則是248米(m)。磁帶11的傳輸速度是經(jīng)由絞盤驅(qū)動馬達(dá)16所連接的元件13與擠壓滾筒14組成的部分所控制的。
在記錄或再生的操作模式下，磁帶11由供帶盤12前進(jìn)至卷帶盤15的速度是由絞盤驅(qū)動馬達(dá)提供最少兩種速度的其中之一。例如在錄放影機(jī)中常被使用的速度為SP模式(標(biāo)準(zhǔn)的再生速度)與EP模式(擴(kuò)充的再生速度)，而SP模式與EP模式的速度比是3∶1。
使用T-120規(guī)格的VHS錄影帶，在SP模式下可以錄像的時間是120分鐘，若在EP模式下則可以擴(kuò)充錄像時間達(dá)360分鐘。然而采用EP模式錄像會因?yàn)槠湫旁氡?S/N ratio)偏低而導(dǎo)致畫質(zhì)較差的結(jié)果，這是其主要的缺點(diǎn)，若為得到最佳的錄像傳真性，最好彩用SP模式。在某些場合下，節(jié)目不源時間超過120分鐘，但未達(dá)360分鐘，我們可以經(jīng)由適當(dāng)?shù)拇钆涫褂肧P及EP模式，將節(jié)目只儲存于一卷磁帶中并且盡可能地得到較佳的錄像傳真性。此種特殊錄像的過程是一開始采用SP模式錄像，在適當(dāng)?shù)臅r間點(diǎn)上再切換成EP模式，此適當(dāng)?shù)臅r間點(diǎn)是當(dāng)剩余節(jié)目時間等于在EP模式運(yùn)作下之剩余磁帶時間。此外，為了避免人為操作的誤失及增加使用上的便利性，本發(fā)明中我們將以自動化的方式實(shí)現(xiàn)此特殊錄像的過程。
剩余節(jié)目時間的測定方法是采用一個典型的倒數(shù)計時器，其初始值相當(dāng)于節(jié)目來源時間，隨著錄像時間的增加而逐一減少其內(nèi)容值。剩余磁帶時間的測定方法則較為復(fù)雜，須先測得供帶盤的旋轉(zhuǎn)周期(Tsy)，Tsy的檢測須經(jīng)由一組檢測器17(由感應(yīng)器19與計數(shù)器20組成)及一個處理器18來完成，經(jīng)換算成剩余磁帶長度Ls，再換算成剩余磁帶時間Ts。運(yùn)算公式請參考來自于現(xiàn)有技術(shù)的下列方程式(1)、(2)及(3)。
rs＝(Vt*Tsy)/2π (1)其中，rs是包含磁帶的供帶盤的外圍半徑，請參考圖1(a)，Vt是磁帶的傳輸速度，Tsy則是供帶盤的旋轉(zhuǎn)周期。Ls=π(rs2-r2)/t---(2)]]>Ls是卷繞于供帶自上的剩余磁帶長度，r是卷盤軸的半徑，t是磁帶厚度，請參考圖1(a)及圖1(b)。
Ts＝Ls/Vt(3)Ts是當(dāng)磁帶傳輸速度為Vt時的剩余磁帶時間。
自動切換錄像速度的技術(shù)已公開于美國專利第5,032,937號，該專利的批準(zhǔn)日期是1991年7月16日。該項技術(shù)的重點(diǎn)是，在SP模式工作下持續(xù)地計算剩余磁帶時間，當(dāng)剩余節(jié)目時間等于三倍的剩余磁帶時間時，磁帶傳輸速度便由SP模式切換至EP模式，然而該項技術(shù)的達(dá)成，需要復(fù)雜的硬件及軟件，以執(zhí)行在SP模式下持續(xù)地計算剩余磁帶時間。
本發(fā)明的主要目的之一是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，而在自動切換錄像速度的運(yùn)作下，達(dá)到錄像高傳真性及操作方便性的優(yōu)點(diǎn)，且無須額外增加復(fù)雜的硬件，亦無須持續(xù)地計算剩余磁帶時間。
在本發(fā)明所提供的裝置及處理過程下，已完全克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，在開始執(zhí)行錄像工作時，只須一次計算便能預(yù)測切換磁帶傳輸速度的適當(dāng)時間，并且時間一到自動地切換過去。
一個連接到供帶盤的檢測器是為了檢測供帶盤的旋轉(zhuǎn)周期檢測器的輸出連接到一個處理器，此處理器根據(jù)方程式(1)、(2)及檢測器所提供的供帶盤的旋轉(zhuǎn)周期，計算出剩余磁帶的長度，并依據(jù)方程式(3)計算出剩余磁帶時間。
一個錄像計時器，用以接收節(jié)目來源的時間總長度，并在錄像過程中，隨著錄像時間的增加而逐一遞減其值，且將結(jié)果輸出給處理器。
在一個傳輸裝置中的磁帶，從供帶盤推進(jìn)至卷帶盤的傳輸速度，是由處理器所控制，可以是第一種速度亦可以是第二種速度，第二種速度是第一種速度的1/n倍，n是大于1的實(shí)數(shù)。根據(jù)一個具體化的實(shí)例，本發(fā)明應(yīng)用于VHS錄放影機(jī)中，第一種速度便是SP模式，第二種速度則是EP模式，n等于3，所以EP模式的速度是SP模式的1/3。
在采用SP模式錄像過程的一開始，節(jié)目來源的時間總長Tn被輸入至錄像計時器內(nèi)，并將Tn值傳給處理器，接著處理器根據(jù)檢測器所檢測的供帶盤的旋轉(zhuǎn)周期Tsy，計算出剩余磁帶時間Ts。根據(jù)Tn及Ts，處理器可以計算出磁帶傳輸速度切換的適當(dāng)時間Ta，請參考方程式(4)。
Ta＝n[(Tn－Ts)/(n－1)](4)其中，Ta是預(yù)測切換速度的時間，n是第一種速度與第二種速長的比值，Tn是節(jié)目來源的時間總長度，Ts是在第一種速度運(yùn)作下，卷繞于供帶盤的剩余磁帶時間。
在錄像的過程中，錄像計時器將逐漸減少剩余節(jié)目時間(Tn隨著錄像時間增加而相對遞減的結(jié)果稱為剩余節(jié)目時間)提供給處理器，處理器內(nèi)部包含一個比較器，將先前計算的Ta與逐漸減少的剩余節(jié)目時間做比較，當(dāng)剩余節(jié)目時間等于Ta時，處理器便輸出一個控制信號去改變磁帶傳輸?shù)乃俣?，使其成為第二種速度模式。此時錄像的工作依然持續(xù)進(jìn)行，直到節(jié)目錄制完成，也就是磁帶已到了底端。
以上所描述之本發(fā)明的具體實(shí)施例，已達(dá)到本發(fā)明所追求的目的，那就是無須增加額外的硬件與復(fù)雜的軟件去持續(xù)計算乘余磁帶時間，只須一套簡單的計算組合，便能在錄像的一開始就預(yù)測磁帶傳輸速度切換的時間。
以上的具體描述再配合附圖，可以更容易的了解本發(fā)明。
圖1(a)是傳統(tǒng)磁帶傳輸裝置；圖1(b)是傳統(tǒng)磁帶截面圖；圖2是本發(fā)明的磁帶記錄控制系統(tǒng)；圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)作說明。
參照圖2，以下將描述一個具體實(shí)施例的控制系統(tǒng)60。計時器80，能夠手動或自動地接收節(jié)目時間長度Tn，并且在開始記錄之后，隨著記錄做倒數(shù)計時。卷盤檢測器70連結(jié)到供帶盤12，可以檢測供帶盤12的旋轉(zhuǎn)周期Tsy。計時器80的計數(shù)值Tn和供帶盤12的旋轉(zhuǎn)周期Tsy，被送到中央處理單元(CPU)90。由中央處理單元90的內(nèi)部邏輯電路，決定傳輸速度，并輸出命令給伺服控制器100。而伺服控制器100，就依照命令，將磁帶傳輸裝置10控制在希望的速度。
接下來參考圖1(a)、圖1(b)、圖2以及表示流程的圖3，我們將更詳細(xì)的敘述本發(fā)明的系統(tǒng)運(yùn)作。
參照圖3，記錄程序的第一步驟310是將節(jié)目來源時間總長度Tn存入計時器80。而存入的方式，可以是用手動鍵入或者是由機(jī)構(gòu)自動輸入。
在錄影機(jī)開始記錄之后，步驟311會依照中央處理單元90的命令，啟動伺服控制器100，控制磁帶的傳輸裝置10。使得磁帶11以第一種速度(SP速度)，從供帶盤12被帶到卷帶盤15。
步驟312，卷盤檢測器70把檢測出來供帶盤12的旋轉(zhuǎn)周期Tsy送到中央處理單元90。中央處理單元90將Tsy當(dāng)作供帶盤的起始旋轉(zhuǎn)周期，經(jīng)由下列的第(1)式以及SP速度參數(shù)Vt，便可以計算出供輸帶的外圈半徑rs。
rs＝(Vt*Tsy)/2π(1)接著中央處理單元90利用第(2)式，以及已知的供帶盤12中心半徑(r)和磁帶厚度(t)，算出在供帶盤12上面的剩余磁帶長度(Ls)。
Ls＝π(r2－r2)/t(2)所以在步驟312完成時，中央處理單元90可由第(3)式得到在SP速度下剩余的磁帶時間(Ts)。
Ts＝Ls/Vt(3)到了步驟313，中央處理單元90比較節(jié)目源的時間長度Tn以及磁帶剩余時間Ts。如果Tn等于或小于Ts，就用SP速度錄像(步驟313)，等待Tn遞減為零(步驟315)，到了Tn變?yōu)榱惚憬Y(jié)束整個錄像過程(步驟316)。
如果在步驟313Tn大于Ts，中央處理單元90會進(jìn)一步的確認(rèn)Tn有無大于n倍的Ts(步驟317)。若是Tn大于n倍的Ts，系統(tǒng)會產(chǎn)生警告信號并停止錄像。通知操作者，即使在EP速度下錄像，供帶盤上的磁帶也錄不下全部的節(jié)目(步驟318)。
在步驟317，如果判斷出Tn小于n倍的Ts，中央處理單元90會在步驟319，依照第(4)式，預(yù)測切換錄像速度的時間(Ta)。
Ta＝n[(Tn－Ts)/(n－1)](4)上列的公式，可以由下面的關(guān)系推導(dǎo)出來。
假設(shè)(Ts－x)是在SP速度下錄像的時間，而n×x是以EP速度錄像的時間長度。那么，(Ts－x)＋(n×x)＝Tn上式的Tn是節(jié)目源的時間總長度。
可推導(dǎo)出x(n－1)＝(Tn－Ts)，或x＝(Tn－Ts)/(n－1)因此n×x就等于切換錄像時間Ta，也就是要能將全部節(jié)目錄下來，需要以EP速度錄像的時間長度。
所以步驟319，便利用下式算出切換錄像的時間Ta。
Ta＝n[(Tn－Ts)/(n－1)]當(dāng)步驟319決定Ta之后，系統(tǒng)以SP速度開始錄像(步驟320)而且計時器80隨著記錄做倒數(shù)，遞減Tn值。此時中央處理單元90持續(xù)拿遞減的Tn和Ta做比較(步驟321)。如果Tn大于Ta，系統(tǒng)繼續(xù)以SP的速度錄像(步驟322)。到了Tn等于或小于Ta(步驟321)，中央處理單元90會下命令要伺服控制器100切換成以EP的速度錄像(步驟323)。伺服控制器100會依照命令控制傳輸裝置10，把磁帶11速度維持在第一種(SP)速度1/n倍的第二種(EP)速度。接著以EP速度一直錄像，直到中央處理單元90判斷出Tn等于零(步驟324)。最后在供帶盤12沒有磁帶的時候，終止錄像(步驟325)。
接著以一個典型的例子，實(shí)際說明速度切換的動作。假設(shè)節(jié)目源是135分鐘(Tn)，速度比(n)＝3，而磁帶的長度是120分鐘(Ts)。如下式計算出TaTa＝n×x＝3[(135－120)/(3－1)]＝22.5在步驟321，當(dāng)Tn遞減到等于22.5(Ta)，錄像的速度會由SP切換成EP。也就是系統(tǒng)有(Ts－x)或(120－7.5)＝112.5分鐘以SP模式錄像，而有n×x或3×7.5＝22.5分鐘以EP模式錄像。所以總錄像的時間是(112.5＋22.5)＝135分鐘，等于節(jié)目源的長度Tn。
惟，上述本發(fā)明所披露的附圖與說明，僅為本發(fā)明的實(shí)施例，大凡熟悉本案之人士，其所根據(jù)本案精神范疇所做之等效變化或修飾，皆應(yīng)涵蓋于以下本案申請的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具備預(yù)測及自動切換記錄模式功能的磁帶記錄與再生裝置，用來將資料記錄在卷繞于供帶盤上的磁帶，具有剩余磁帶時間Ts，節(jié)目來源總時間Tn，前述之裝置將前述之磁帶以高速及低速向前推進(jìn)，其特征在于，該裝置包含一個錄像計時器，用來接收上述的節(jié)目來源總時間Tn，并且隨著上述之磁帶前進(jìn)所耗費(fèi)的時間，而減少上述的節(jié)目來源總時間Tn；一個處理器，連接到上述的錄像計時器，當(dāng)上述的磁帶用于錄像前進(jìn)時，根據(jù)上述的節(jié)目來源總時間Tn、上述剩余磁帶時間Ts及上述的高速與低速之比率n，以決定錄像速度切換時間Ta，并且用來比較上述的錄像計時器所輸出的上述減少之節(jié)目來源總時間Tn，及上述的錄像速度切換時間Ta；一個絞盤伺服控制器，響應(yīng)于上述處理器的比較結(jié)果，將上述的磁帶以高速推進(jìn)直到Tn＜Ta，然后將上述的磁帶以上述的低速推進(jìn)。
2.如權(quán)利要求1所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式功能的磁帶記錄與再生裝置，其特征在于，還包含一個檢測器，該檢測器連接到上述的供帶盤，用來輸出代表上述的供帶盤旋轉(zhuǎn)周期的值，并將該值傳給上述的處理器。
3.如權(quán)利要求2所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式功能的磁帶記錄與再生裝置，其特征在于，所述處理器根據(jù)上述的供帶盤旋轉(zhuǎn)周期、上述的磁帶厚度、上述的磁帶傳輸速度、及上述之供帶盤的旋轉(zhuǎn)主軸的直徑，而決定上述的剩余磁帶時間Ts。
4.如權(quán)利要求3所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式功能的磁帶記錄與再生裝置，其特征在于，其中決定上述的磁帶傳輸速度切換時間Ta，是根據(jù)下列的方程式Ta＝n[(Tn－Ts)/(n－1)]其中，Ta是上述的磁帶傳輸速度切換時間，n是上述的高速與低速的比率，Tn是上述的節(jié)目來源總時間，Ts是卷繞于上述的供帶盤上的上述剩余磁帶的時間。
5.如權(quán)利要求4所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式功能的磁帶記錄與再生裝置，其特征在于，更包含一個比較器連接到上述的處理器，當(dāng)上述Tn大于上述n倍的上述Ts時，其中上述的比較器引起上述處理器，輸出一個警告重置信號。
6.如權(quán)利要求5所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式功能的磁帶記錄再生裝置，其特征在于，更包含第二個比較器連接到上述的處理器，當(dāng)上述之減少的節(jié)目總時間Tn，減少至零時，其中上述的第二個比較器引起上述的處理器輸出一個終止信號，去終止上述的錄像過程。
7.一種視頻磁帶錄像與再生裝置，將卷繞于供帶盤的剩余磁帶，以SP速度記錄最長的時間，當(dāng)節(jié)目來源總時間Tn，超過剩余磁帶以SP速度所能記錄的時間Ts時，則上述的裝置將上述的剩余磁帶，以SP速度及EP速度進(jìn)行錄像，其特征在于，該裝置包含一個錄像計時器，用來接收上述的節(jié)目來源總時間Tn，并且在錄像過程中，隨著上述的磁帶的前進(jìn)而相應(yīng)地減少Tn的值；一個處理器，連接到上述的錄像計時器，在錄像一開始以SP速度進(jìn)行錄像時，根據(jù)上述的節(jié)目來源總時間Tn、SP錄像速度下剩余磁帶所能記錄的時間Ts，及SP速度與EP速度的比率n，而決定錄像速度切換的時間Ta，并且將上述的Ta與上述的錄像計時器所輸出的逐漸減少的Tn相比較；一個絞盤伺服控制器，用以控制錄像的速度，當(dāng)上述的處理器的所述比較結(jié)果是逐漸減少之Tn＜Ta時，上述的絞盤控制器便將原先的錄像速度SP切換成EP的錄像速度。
8.如權(quán)利要求7所述的視頻磁帶錄像與再生裝置，其特征在于，更包含一個檢測器連接到上述的供帶盤，用來輸出一項代表上述供帶盤的旋轉(zhuǎn)周期的值，并將之傳給所述處理器。
9.如權(quán)利要求7所述之視頻磁帶錄像與再生裝置，其特征在于，上述的處理器系根據(jù)上述的供帶盤的旋轉(zhuǎn)周期、上述的磁帶厚度、上述的磁帶傳輸速度，及上述的供帶盤的旋轉(zhuǎn)主軸的直徑，去決定上述的SP速度的錄像時間Ts。
10.如權(quán)利要求9所述的視頻磁帶錄像與再生裝置，其特征在于，決定上述的磁帶傳輸速度切換時間Ta，是根據(jù)下列的方程式Ta＝n[(Tn－Ts)/(n－1)]其中Ta是上述的磁帶傳輸速度切換時間，n是上述的SP速度與EP速度的比率，Tn是上述的節(jié)目來源總時間，Ts是以SP速度錄像時，卷繞于上述的供帶盤之上述的剩余磁帶的時間。
11.如權(quán)利要求10所述的視頻磁帶錄像與再生裝置，其特征在于，更包含一個比較器連接到上述的處理器，當(dāng)上述Tn大于上述n倍的上述Ts時，其中上述的比較器引起上述的處理器，輸出一個警告重置信號。
12.如權(quán)利要求11所述的視頻磁帶錄像與再生裝置，其特征在于，更包含了第二個比較器連接到上述的處理器，當(dāng)上述的減少的節(jié)目總時間Tn減少至零時，其中上述的第二個比較器引起上述的處理器輸出一個終止信號，去終止上述的EP速度錄像行程。
13.一種具備預(yù)測及自動切換記錄模式的磁帶記錄與再生處理程序，其中Tn系節(jié)目總時間，供帶盤上有Ts時間長的磁帶，且至少有高速與低速兩種磁帶傳輸速度，該處理程序包含下列步驟a)接收節(jié)目總時間Tn；b)根據(jù)節(jié)目總時間Tn、上述的磁帶時間Ts以及上述的高速與低速比率n，決定磁帶傳輸速度切換時間Ta；c)在Tn小于Ta之前，使用高速錄像并遞減Tn；d)到了Tn小于Ta，則以低速錄像。
14.如權(quán)利要求13所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式的磁帶記錄與再生處理程序，其持征在于，所述決定上述的磁帶傳輸速度切換時間ta的步驟，是根據(jù)下列的方程式求出TaTa＝n[(Tn－Ts)/(n－1)]其中Ta是上述之磁帶傳輸速度切換時間，n是上述的高速與低速的比率，Tn是上述的節(jié)目來源總時間，Ts是以SP速度錄像時卷繞于上述的供帶盤的上述的剩余磁帶的時間。
15.如權(quán)利要求14所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式的磁帶記錄與再生處理程序，其特征在于，更包含一個步驟，檢測遞減的節(jié)目時間Tn是否為零，在Tn為零的時候終止上述的錄像程序。
16.如權(quán)利要求15所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式的磁帶記錄與再生處理程序，其特征在于，更包含一個步驟，比較上述的節(jié)目總時間Tn和n倍上述的磁帶時間Ts，如果Tn大于n倍的Ts，將發(fā)出警告的重置信號。
17.一種具備預(yù)測及自動切換記錄模式的磁帶記錄與再生處理程序，對于至少具有標(biāo)準(zhǔn)再生(SP)速度以及擴(kuò)充再生(EP)速度的記錄/再生裝置，如果節(jié)目總時間是Tn，超過供帶盤上剩余磁帶以SP速度錄像的時間長度Ts，可以盡量以SP速度錄像，其特征在于，該處理程序包含下列步驟a)接收節(jié)目總時間Tn；b)根據(jù)節(jié)目總時間Tn、上述的磁帶時間Ts以及上述之SP與EP的速度比率n，決定磁帶傳輸速度切換時間Ta；c)在Tn小于Ta之前，使用上述SP速度錄像并遞減Tn；d)到了Tn小于Ta，則以上述的EP速度錄像。
18.如權(quán)利要求17所述的具備預(yù)測及自動切換記錄模式的磁帶記錄與再生處理程序，其特征在于，決定上述之磁帶傳輸速度切換時間Ta的步驟，是根據(jù)下列的方程式求出TaTa＝n[(Tn－Ts)/(n－1)]其中Ta是上述之磁帶傳輸速度切換時間，n是上述之SP速度與EP速度的比率，Tn是上述之節(jié)目來源總時間，Ts是以SP速度錄像時，卷繞于上述的供帶盤的上述之剩余磁帶的時間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁帶記錄與再生裝置及處理程序，只需一次的計算便能預(yù)測錄像時磁帶傳輸速度切換的時間，并且時間一到便能夠自動地將錄像速度，從第一種速度切換到第二種速度，第二種速度是第一種速度的1/n倍，n是大于1的實(shí)數(shù)。一個中央處理單元，負(fù)責(zé)在錄像過程中，根據(jù)一個錄像計時器及一個供帶盤檢測器的輸出，判斷節(jié)目來源總時間及剩余磁帶的時間，從而決定錄像速度切換的時間。
文檔編號G11B5/008GK1127403SQ95100268
公開日1996年7月24日 申請日期1995年1月17日 優(yōu)先權(quán)日1995年1月17日
發(fā)明者蔡榮宗, 劉大煌 申請人:財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院