JP2017041683A - コンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カートリッジから音声信号を引き出す不平衡線路を用いて信号出力側からカートリッジ側に電源を供給することができる、コンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置を得る。
【解決手段】カンチレバー３２、エレクトレット層を有しカンチレバー３２に対向してコンデンサを構成する電極、コンデンサの静電容量変化によって生成される電気信号のインピーダンスを変換するインピーダンス変換器、を有するコンデンサ型ピックアップカートリッジ１と、インピーダンス変換されてカートリッジ１から出力される電気信号を静電シールドされたトーンアーム内を通して引き出す２本一組の不平衡信号線路４，５と、不平衡信号線路４，５の信号線を経てインピーダンス変換器に供給する電源と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置に関するものである。

レコードに記録されている音声の再生装置として、レコードプレーヤが用いられる。レコードプレーヤは、トーンアームと、トーンアームの先端に装着されているピックアップカートリッジ（以下、単に「カートリッジ」という）を有する。カートリッジは、先端部に針を有するカンチレバーを有している。ターンテーブルに載せられて回転しているレコードの音溝を上記針がトレースすることによってカンチレバーが機械的に振動する。カートリッジは、上記振動を電気信号に変換して出力する一種の変換器である。

多くのカートリッジは、コイルと磁石を用いた電磁型のカートリッジであり、速度比例型の変換器である。電磁型のカートリッジは、電源が不要であるという利点を有している反面、出力レベルが低いという難点がある。そのため、高い増幅率を有する前置増幅器を用いる必要がある。

レコードは、ＲＩＡＡ録音特性を用いて音声信号が記録されている。したがって、レコードに記録されている音声信号の再生信号を、記録される前の平坦な特性に戻す必要がある。ＲＩＡＡ録音特性を元の平坦な特性に戻すためにイコライザが用いられ、イコライザにより２０Ｈｚで＋２０ｄＢ補正され、２０ｋＨｚで−２０ｄＢ補正される。すなわち、４０ｄＢにわたる広い幅の補正が必要である。そのため、前置増幅器にイコライザ機能を付加する場合は、上記の補正を可能にするために前置増幅器の電圧増幅率を高くする必要がある。

コンデンサ型カートリッジは高い出力レベルを得ることができ、イコライザによる補正量が少なくてもよいことから、高い電圧増幅率の前置増幅器を用いる必要はない。しかし、コンデンサ型カートリッジは、コンデンサ部分のインピーダンスが高いため、インピーダンスを低くするためのインピーダンス変換器を必要とし、インピーダンス変換器を動作させるための電源を必要とする。

一般に、レコードプレーヤからの出力信号の配線は、再生信号を出力する不平衡線路と、トーンアームの静電シールドするための線路で構成される。上記不平衡線路の一方はこれを接地している。ステレオ方式のレコードプレーヤの場合、左右のチャンネルごとに独立した不平衡線路があり、トーンアームからは、左右のチャンネルごとに独立したシールド線で引き出される。

シールド線は、絶縁被覆されている芯線とその外周の上記絶縁被覆を介して上記芯線を覆うシースを有してなる。シースは静電シールドを目的としたもので、電流を流すことを想定したものではない。コンデンサ型カートリッジのように電源を必要とするカートリッジでは、左右のチャンネルの不平衡線路の一方例えば接地側を電源回路に用いている。

図４は、従来知られているステレオコンデンサ型カートリッジを用いた音声再生装置の電源供給回路の例を示す。図４において、符号５１，５２は、それぞれコンデンサ型カートリッジの信号変換部を示している。信号変換部５１，５２は、カンチレバーと、このカンチレバーに対向する固定の電極を有してなる。上記電極にはエレクトレット層があり、カンチレバーと上記電極とでコンデンサを構成している。カンチレバーと上記電極はコンデンサ型ピックアップカートリッジの主要部をなす。

上記カンチレバーの自由端部にはレコード盤の音溝をトレースする針がある。信号変換部５１は左チャンネル側の信号変換部、信号変換部５２は右チャンネル側の信号変換部である。上記針がレコード盤の音溝をトレースすることによってカンチレバーが振動すると、信号変換部５１，５２の静電容量が変化し、静電容量の変化を電圧の変化として出力する。これらの出力信号のインピーダンスは極めて低いため、各出力信号はインピーダンス変換器５３，５４によってそれぞれ低インピーダンスに変換されて出力される。

上記カートリッジからの出力信号は、左右チャンネルごとに不平衡線路によって引き出され、ヘッドシェルを介してトーンアーム内の配線に接続されている。トーンアームからはシールド線６１，６２が引き出されている。シールド線６１，６２の芯線６３，６４を不平衡線路の一方とし、芯線６３，６４の外側を覆っているシース６５，６６を不平衡線路の他方としている。シールド線６１，６２にはそれぞれＲＣＡコネクタピンなどがつながれている。ＲＣＡコネクタピンなどを経て芯線６３，６４はアンプなどの信号入力端子に接続され、シールド線６１，６２はアンプのシャーシなどに接地されている。

インピーダンス変換器５３，５４はＦＥＴを主体としてなり、ＦＥＴを動作させるための電源を必要とする。図４における符号６０はＦＥＴを動作させるための電源を示す。電源６０の正極は、一方のシールド線６２のシース６６を経てインピーダンス変換器５３、５４の電源端子、例えば上記ＦＥＴのドレインに接続されている。インピーダンス変換器５３、５４の接地端子、例えば上記ＦＥＴのソースは、他方のシールド線６１のシース６５を経て電源６０の負極に接続されている。上記シース６５および電源６０の負極は接地されている。

以上のとおり、シールド線６１，６２でなる不平衡線路の芯線６３，６４を左右の信号出力線とし、接地側であるシース６５，６６をインピーダンス変換器５３、５４の電源回路としている。このようなコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置におけるＦＥＴへの電源供給回路と実質同一の回路が非特許文献１に記載されている。

しかし、上記従来のステレオコンデンサ型カートリッジを用いた音声再生装置によれば、カートリッジからの信号を出力する不平衡線路の接地側に電源６０の電圧が加わることによる不具合が生じる。例えば、シールド線６２側のシース６６は接地すべきでないにもかかわらず、シース６６を誤って接地し、あるいは他の機器のシャーシなどがシース６６に接触すると、電源６０がショートされる。また、コンデンサ型カートリッジに代えて電磁型のカートリッジが装着されると、カートリッジのコイルで電源６０がショートされる不具合がある。

コンデンサ型カートリッジに関する先行技術文献として、特許文献１、特許文献２、特許文献３がある。特許文献１には、正極電源およびインピーダンス変換器の駆動電源の供給回路が記載されている。特許文献２には、エレクトレットを用いたコンデンサ型カートリッジの構造に関して記載されている。特許文献３には、コンデンサ型電気音響変換ユニットの静電容量と共振コイルによって共振回路を構成し、共振回路の出力信号から静電容量の変化に対応する信号に復調する復調回路を有する電気音響変換器が記載されている。

２００５年１１月１日初版発行「フォノ・カートリッジ大全」海老沢徹著 株式会社アイエー出版発売 第３９９−４０２ページ 実公昭５２−１５２０２号公報 特開昭５７−２６９９９号公報 特許第４９５４８０１号公報

本発明は、カートリッジから音声信号を引き出す不平衡線路を用いて信号出力側からカートリッジ側に電源を供給することができる、コンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置を提供することを目的とする。本発明はまた、前記電源を、シールド線のシースを通して供給する必要のない構成として、前記シースを接地しても前記電源がショートする不具合を無くすことを目的とする。

本発明は、
一端部に針を有しているカンチレバー、エレクトレット層を有していて前記カンチレバーに対向してコンデンサを構成する電極、前記カンチレバーと前記電極で構成されるコンデンサの静電容量変化によって生成される電気信号のインピーダンスを変換するインピーダンス変換器、を有するコンデンサ型ピックアップカートリッジと、
前記インピーダンス変換器でインピーダンス変換されて前記コンデンサ型ピックアップカートリッジから出力される電気信号を静電シールドされたトーンアーム内を通して引き出す２本一組の不平衡信号線路と、
前記不平衡信号線路の信号線を経て前記インピーダンス変換器に供給する電源と、を有する、
ことを最も主要な特徴とする。

本発明係るコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置によれば、不平衡線路を用いてカートリッジから音声信号を引き出すとともに、不平衡線路を用いて信号出力側からカートリッジ側に電源を供給することができる。

本発明に係るコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置の実施例を示す回路図である。 前記実施例におけるカートリッジの信号変換部を模式的に示す側面図である。 前記カートリッジの信号変換部を模式的に示す正面図である。 従来のコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置の例を示す回路図である。

以下、本発明に係るコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明に係るコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置の実施例は、カートリッジ１と、トーンアーム２と、電源部３を有してなる。本実施例はステレオレコードを再生可能な再生装置であって、左チャンネルの再生信号と右チャンネルの再生信号を出力可能な構成になっている。

カートリッジ１は、左チャンネルの信号変換部１１およびインピーダンスを変換するＦＥＴを含むインピーダンス変換器２１と、右チャンネルの信号変換部１２およびインピーダンスを変換するＦＥＴ２２を含むインピーダンス変換器とを有する。信号変換部１１、１２を図２、図３に示す。ただし、図２では信号変換部１２が信号変換部１１に重なるため、信号変換部１１のみが描かれている。

図２、図３に示すように、信号変換部１１、１２は、信号変換部１１、１２に共通の１つのカンチレバー３２と、カンチレバー３２に対向する２つの電極３５、３７を有してなる。カンチレバー３２はパイプ状の部材からなる。カンチレバー３２の一端部である先端部は平坦になるように潰されていて、この先端部に、レコード盤の音溝をトレースする針３３が固着されている。カンチレバー３２の他端部すなわち後端部は弾性を有する支持体３４で支持されている。このように、カンチレバー３２は片持ち状に支持され、針３３がレコード盤の音溝をトレースすることにより、音溝に従ってカンチレバー３２が振動する。

電極３５、３７は、カンチレバー３２の長さ方向に沿い、カンチレバー３２との間に適宜の間隔をおいて、カンチレバー３２とほぼ平行に固定されている。電極３５、３７は細長い板状の部材で、カンチレバー３２との対向面にそれぞれエレクトレット層３６，３８を有していて、カンチレバー３２と電極３５、３７とでそれぞれコンデンサを構成している。電極３５、３７のエレクトレット層３６，３８は、電極３５、３７の互いに直交する面に形成されている。

ステレオレコード盤の音溝を針３３がトレースすることにより、カンチレバー３２は横方向および縦方向の振動成分をもって振動する。カンチレバー３２の振動により、カンチレバー３２と電極３５とで構成するコンデンサの静電容量およびカンチレバー３２と電極３７とで構成するコンデンサの静電容量が個別に変化する。信号変換部１１、１２は、静電容量変化を電圧の変化に変換して電気信号を生成し、カンチレバー３２とそれぞれの電極３５，３７から左右チャンネルの信号を出力する。

信号変換部１１、１２からの出力信号はインピーダンスが極めて高いため、それぞれインピーダンス変換器２１，２２によって低インピーダンスに変換され、カートリッジ１から出力される。インピーダンス変換器２１，２２の各ＦＥＴのゲートにはそれぞれ電極３５、３７が接続されている。各ＦＥＴのドレインはそれぞれ信号線４１，４５に接続されている。各ＦＥＴのソースは、信号変換部１１、１２のカンチレバー３２とともにそれぞれ信号線４３，４７に接続されている。

信号線４１と信号線４３からなる２本一組の信号線は、カートリッジ１から出力される左チャンネルの電気信号を引き出す不平衡信号線路４を構成している。信号線４５と信号線４７からなる２本一組の信号線は、カートリッジ１から出力される右チャンネルの電気信号を引き出す不平衡信号線路５を構成している。

一般に、カートリッジ１はヘッドシェルによって保持され、ヘッドシェルは所定のコネクタによってトーンアーム２の先端に結合されている。トーンアーム２は細長いパイプ状の部材で、基部がピボット構造などによって支持されて上下左右に自由に揺動することができる。前記コネクタを介して引き出された不平衡信号線路４，５は、トーンアーム２の内部に引き通されている。トーンアーム２は前記コネクタを介してカートリッジ１のハウジングと導通し、不平衡信号線路４，５を電磁シールドする機能をもっている。

トーンアーム２に引き通された不平衡信号線路４，５は電源部３に接続されている。電源部３は前記インピーダンス変換器２１，２２の各ＦＥＴを駆動する電源１０を有している。電源１０は直流電源でインピーダンス変換器２１，２２に対して共通である。電源１０の負極は信号線４３、４７を通じて信号変換部１１、１２のカンチレバー３２につながっている。電源１０の正極は、抵抗１５を経て信号線４１に、また抵抗１６を経て信号線４５につながっている。換言すると、電源１０は不平衡信号線路４，５の信号線４１，４５を経て各ＦＥＴのドレインにそれぞれ供給されるように接続されている。トーンアーム２はシース（シールドライン）４８により静電シールドされている。また、トーンアーム２は音声再生装置内の電源部３においても接地されている。

信号線４１はコンデンサ１７を経て出力端子４２につながっている。信号線４５はコンデンサ１８を経て出力端子４６につながっている。コンデンサ１７，１８は、それぞれ信号線４１、４５と出力端子４２、４６との間にあって、電源１０から供給される直流が出力端子４２、４６に流入するのを遮断する一方、カートリッジ１で生成される音声信号を通過させる。出力端子４２，４４は一組となって左チャンネルの信号を出力し、出力端子４６，４４は一組となって右チャンネルの信号を出力する。

前記一組の出力端子４２，４４と別の一組の出力端子４６，４４は、それぞれ例えばＲＣＡピンコネクタが対応するジャックに接続されている。前記各ジャックと各ＲＣＡピンコネクタはシールド線を介してプリアンプ６などの外部機器に接続される。音声再生装置からは、トーンアーム２につながる線路が接地線として外部に引き出され、コネクタ２４に接続されている。トーンアーム２のシール４８はコネクタ２４を経てプリアンプ６などの外部機器のシャーシなどに接地されるようになっている。

以上説明した実施例に係るコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置によれば、カートリッジ１から音声信号を引き出す不平衡線路４，５を用いて信号出力側からカートリッジ１側に電源を供給することができる。

本実施例は、インピーダンス変換器を構成するＦＥＴに供給する電源を、図４に示す従来例のようにシールド線のシースを通して供給するものではないから、シースを誤って接地するなどして電源をショートさせる恐れはない。

本実施例によれば、コンデンサ型カートリッジに代えて電磁型のカートリッジを装着しても、インピーダンス変換器に供給する電源がカートリッジのコイルによってショートされる不具合を解消することができる。

１ カートリッジ
２ トーンアーム
３ 電源部
４ 不平衡信号線路
５ 不平衡信号線路
１０ 直流電源
１１ 信号変換部
１２ 信号変換部
１５ 抵抗
１６ 抵抗
１７ コンデンサ
１８ コンデンサ
２１ インピーダンス変換器
２２ インピーダンス変換器
３２ カンチレバー
３３ 針
４１ 信号線
４５ 信号線
４８ シース

Claims (7)

1. 一端部に針を有しているカンチレバー、エレクトレット層を有していて前記カンチレバーに対向してコンデンサを構成する電極、前記カンチレバーと前記電極で構成されるコンデンサの静電容量変化によって生成される電気信号のインピーダンスを変換するインピーダンス変換器、を有するコンデンサ型ピックアップカートリッジと、
   前記インピーダンス変換器でインピーダンス変換されて前記コンデンサ型ピックアップカートリッジから出力される電気信号を静電シールドされたトーンアーム内を通して引き出す２本一組の不平衡信号線路と、
   前記不平衡信号線路の信号線を経て前記インピーダンス変換器に供給する電源と、を有するコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置。
2. 前記カンチレバーに対向する前記電極は２つあり、それぞれの前記カンチレバーの前記エレクトレット層は互いに直交する面内にあり、前記カンチレバーと前記２つの電極から左右チャンネルの信号を出力する請求項１記載のコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置。
3. 前記インピーダンス変換器と前記不平衡信号線路は、それぞれ左右チャンネルの信号用として２つおよび２組備え、前記電源は前記２つのインピーダンス変換器に対して共通である請求項２記載のコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置。
4. 前記インピーダンス変換器はＦＥＴを備え、前記ＦＥＴのゲートが前記電極が接続され、前記ＦＥＴのソースが接地されている、請求項１乃至３のいずれかに記載のコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置。
5. 前記電源と前記不平衡信号線路の信号線との間には抵抗が接続され、前記抵抗を経てＦＥＴのドレインに電源が接続されている請求項４記載のコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置。
6. 前記不平衡信号線路の信号線とこの信号線の出力端子との間には直流を遮断するコンデンサが接続されている請求項１乃至５のいずれかに記載のコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置。
7. 前記不平衡信号線路は、ＲＣＡピンコネクタを介して外部に出力される請求項１乃至６記載のいずれかに記載のコンデンサ型ピックアップカートリッジを用いた音声再生装置。
   
   

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