JPH0741716U - カラーフィルター、乱反射防止塗膜を内蔵するレーザーディスクおよびコンパクトディスクプレーヤー用光ピックアップ。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＣＤ／ＬＤプレーヤーの音質は音楽の再生にお
いて従来のアナログ式再生装置（ＬＰレコードプレーヤ
ー）に劣る部分があったが、本考案により一挙にその欠
点を改善しＣＤ／ＬＤプレーヤーの音質を完全なるもの
しようとすること。 【構成】ＣＤ／ＬＤプレーヤーの光ピックアップ光学系
構造の中に赤外透過あるいは赤色透過のフィルターまた
はその機能を合せ持つ部品を備え、内壁及び内部構成部
品を緑色化することにより光雑音を軽減し音質を向上さ
せる。

Description

【考案の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】 本考案は、家庭用のステレオ装置等に使用されるレーザー光線を 応用したデジタル再生装置（レーザーディスクプレーヤー、コンパクトディスク プレーヤー）の音質を根本的に改善出来るものである。もちろん民生用に留まら ず業務用音響装置も同様である。

【従来の技術】

【０００２】 コンパクトディスクプレーヤーやレーザーディスクプレーヤー （以下ＣＤプレーヤー、ＬＤプレーヤーとする。）はその操作の簡易さと優れた 物理特性の為、従来のアナログ式再生装置に殆どとってかわった。しかしながら 音質に関しては大部分の人々が満足しているにもかかわらず、一部のオーディオ マニアや音楽家は音楽の再生においてはいかなる高級ＣＤプレーヤーをしてもア ナログ式再生装置（従来のＬＰレコードプレーヤーをさす。）にはおよばないと 主張していることも事実である。

【０００３】周波数特性、歪特性、Ｓ／Ｎレシオ、ダイナミックレンジ、ワウア ンドフラッターなどはデジタル再生装置のほうが明らかに優れている、反面アナ ログ式再生装置の信号には含まれない一般的にはデジタルノイズと呼ばれる低レ ベルの雑音がデジタル再生装置には存在する。このデジタルノイズが音楽再生で は最も大切なハーモニ−（和音の再現性）を妨害するため敏感な音楽家やオーデ ィオマニアがそれを感じ取っているのである。

【０００４】そしてＣＤ／ＬＤプレーヤーの製造メーカーもその事実を認め電子 回路にて発生するデジタルノイズを極力減らすよう設計に努力している。

【０００５】しかし現状ではもう一つの雑音ともいえる光ピックアップ部やディ スク部で発生する光線の乱反射や揺れについては、これを少なくする設計上の配 慮はあまりなされてはいない。（以下この光線の乱反射や揺れを光雑音と呼ぶ） これはレーザー光線を応用したデジタル再生技術の歴史が比較的新しいものであ ることに加え音響学では微細な雑音と音質の関連がまだ明らかにされていないこ とにもよる。

【考案が解決しようとする課題】

【０００６】光雑音による音質劣化の現象は以下のように具体的事例としていく つかが見られる。

【０００７】ＣＤ／ＬＤプレーヤーのディスク部分に懐中電灯などで人為的に光 をあてると音質の劣化がみられる。また逆にＣＤ／ＬＤプレーヤー全体を光が入 らぬよう黒色の布などでカバーすると音質の向上がみられる。

【０００８】ＣＤディスク自体の材料であるポリカーボネイトをより光の透過性 のすぐれた合成樹脂に交換すると明らかに音質の向上がある。（１９９０年度、 ラジオ技術誌による。）

【０００９】ＣＤディスク表面に光学コーティングを施すと表面反射が少なくな り音質が向上する。しかし現状ではコーティングのコストが高くつくためとても 採算ベースにはのらない。（１９９０年度、ラジオ技術誌による。）

【００１０】ＣＤディスクの断面を紙やすりで磨いたり、斜めにカットしなおし たりすることで音質の向上がみられる。

【００１１】レーザーダイオードの発振波長を遮る特性を持つ緑色のフェルトペ ンにてＣＤディスクの内周断面と外周断面を塗りつぶすことにより音質の改善が みられる。この場合反対色である赤色では効果がない。またこの現象を応用した ものが製品化されている。（名称：ＣＤストップライト）

【００１２】見た目では汚れていないＣＤディスクでも超音波クリーナーにて洗 浄すると音質が向上する。

【００１３】以上の現象からレーザーダイオードの発振波長、側帯波長、周囲環 境の可視波長などの広範囲の帯域にわたる光がディスクを含む光学系内で乱反射 したりすることや、サーボ系の応答によるレンズの振動が引き起こす光線の揺れ などが光雑音となり音質に影響を与えていることが容易に推察出来る。

【００１４】また現実には光を電気信号に変換するフォトダイオードが現状の光 ピックアップの内部にてレーザーダイオードの発振波長以外の部分をカットする フィルターの機能は備えておらず、その感度領域は３００ｎｍから１０００ｎｍ であり可視光全域から赤外におよぶため上記の光雑音は全て電気信号に変換され る。

【００１５】レーザーダイオードの発振波長以外の光雑音の低減を考慮せず光ピ ックアップの設計が行われるのはこれらの雑音成分がディスクに記録されている デジタル信号を読みだすのになんらの障害にならないレベルであるからである。 物理的には問題とならないレベルの雑音が音楽再生に影響すると言う矛盾は、前 述した現在の音響学では極めて低いレベルの雑音が音楽再生にどのくらい影響を 与えるかははっきりさせていないからである。だからデジタル音響機器の設計者 はデジタルの論理と実際の設計のなかで音楽の再生という極めて感覚的なものを 扱い、物理特性や電気理論では区別出来ない、いわゆる音の良い電子部品を矛盾 を感じながらも採用する訳である。

【課題を解決するための手段】

【００１６】本考案はかかる従来欠点を解消しようとする点に目的を有する。上 記目的達成のため講じた本考案の音質改善されたＣＤ／ＬＤ用光ピックアップの 特長的構成は、レーザーダイオードの発振波長以外の光をカットするカラーフィ ルターを備えていること及び光ピックアップ内部の構成部品ないし内壁にレーザ ー光線の乱反射を防ぐ緑塗膜を施したことにある。

【００１７】現在ＣＤ／ＬＤプレーヤーに使用されているレーザーダイオードは その中心発振波長が７８０ｎｍである赤外波長のものがほぼ１００％であるが近 い将来には６７０ｎｍの可視光である赤色発振のものが増加する可能性がある。 具体的にはレーザーダイオード７８０ｎｍのものに対しては約７００ｎｍ以下を カット可能なフィルム製あるいはガラス製のカラーフィルターを用いる。６７０ ｎｍのものに対しては約６００ｎｍ以下をカット可能な赤色をしたカラーフィル ターを用いる。

【００１８】フィルム製あるいはガラス製のカラーフィルターを使用せず同様の 目的を達成するには、レンズやプリズム自体を赤色に着色しカラーフィルターの 役割を同時に持たせることや回折格子や波長板をやはり赤色に着色しカラーフィ ルターの役割を同時に持たせること、ハーフミラーの表面にコーティングを施し 赤外透過あるいは赤色透過のカラーフィルターと同じ目的の役割を持たせること またフォトダイオードやレーザーダイオード自体の光線通過部の窓材を赤色に着 色しカラーフィルターの役割を持たせること等が考えられる。とにかく光学系を 構成する部品にカラーフィルターと同様の性能を合せ持たせればよいのである。

【００１９】しかしこの場合はコストの点で問題となり、フィルム製の赤色カラ ーフィルターではわずか数円のコストで製造が可能と思われる。

【００２０】 上記の方法に加え光ピックアップの内壁及びレンズ、プリズム、ハーフミラー、 回折格子、波長板、フォトダイオード、レーザーダイオード等の光線が通過する 部品以外の構成部品にレーザー光線の乱反射を防ぐ目的でレーザー光線の反対色 である緑色の塗布剤を塗ることでより完全に光雑音を減らすことが可能である。 また緑色の塗布剤を塗る事無く、最初から構成部品に緑色をした材料を使用する こと（例えば緑色の合成樹脂）でもその目的を達成出来る。またこの方法は上記 のカラーフィルターを内蔵しない光ピックアップの場合でも単独で光雑音を軽減 する効果を持つ。

【作用】

【００２１】これらいずれの方法でもディスクに記録されたデジタル信号以外の 光雑音をフォトダイオードに入光するまでに軽減出来るので、フォトダイオード で電気信号に変換されたデジタル信号は雑音の少ないものとなり音質に大きく貢 献することになる。

【００２２】ただしフィルターを挿入することによる光の損失のため光学系の感 度が数パーセント低下するが、レーザーダイオードの出力をわずか増加させるこ とあるいはフォトダイオードの感度の設定により解決可能なので問題とはならな い。

【００２３】フィルターを挿入する場所は対物レンズの直前から始まりフォトダ イオードの手前まで光線通過経路のどの部分にいれてもその効果はあるが、常に 振動する対物レンズは避け固定された光学系に設置するほうが効果は大である。

【００２４】具体的にはコリメートレンズの直前、プリズムの手前、ハーフミラ ーの手前、フォトダイオードの手前、波長板や回折格子の手前、レーザーダイオ ードの直前などの場所が考えられるが、ディスクからの反射光線の通過経路に設 置する方がその効果は大である。

【００２５】理想的には振動がなく、レーザーダイオードの出力光が通過し、デ ィスクからの反射光も通過する場所ということになるので、サーボ駆動される対 物レンズの直後から始まりプリズムの手前までのいずれかということになる。ま た損失の問題さえ解決すれば一ケ所にとどまらず数ケ所にフィルターを設置する ほうが音質が良くなることもある。

【００２６】カラーフィルターを挿入すること、光学系内壁及び構成部品に緑色 塗膜を施すことのいずれでも単独で音質の向上が可能である。カラーフィルター を挿入することのほうがもちろんその効果が大である。この２つの方法を同時に 行うと相乗効果にてより光雑音を軽減出来るので音質は画期的に向上する。

【実施例】

【００２７】これらの方法すなわち７００ｎｍ以下の光をカットする赤色のフィ ルム製のカラーフィルターを光ピックアップのサーボ駆動される対物レンズの直 後の固定されたコリメートレンズあるいはプリズムの手前に取付ける改造および 光学系の内壁とその構成部品に緑色塗膜を施すことを以下の４種のオーディオ機 器に施した。ほぼ最低価格のＣＤラジオカセット、中級品のレーザーディスクプ レーヤー、中級品のＣＤプレーヤー、高級品のＣＤプレーヤー。どれもがサーボ 系のエラーを発生することなく通常の状態にて作動することが確認された。音質 についてはこれらの機種のどれもが大巾なる向上を確認された。

【考案の効果】

【００２８】オーディオマニア、音楽家、オーディオ評論家、音楽評論家、オー ディオ設計技師、一般の人々ら約３０名に順次モニターを依頼したところほぼ全 員が従来の機器と比較し明らかなる音質の向上を認めた。またその場にてカラー フィルターを取外し再び試聴したところ激しい音質の劣化が確認された。

【００２９】中級品、高級品いずれもの改良を施したＣＤプレーヤーにてＣＤデ ィスクを再生し、それと全く同じ演奏のアナログディスクを最高級のアナログデ ィスクプレーヤーにて再生し比較試聴をおこなった。改良されたＣＤプレーヤー のほうが音楽性、ハーモニーの再現性において同等もしくは優れている。アナロ グディスクの場合はカートリッジという音響振動系の介在が感じられ、その品質 にて印象が異なるがいずれにしても一度振動に変換されているのが感じられる。 しかし改良されたＣＤプレーヤーでは、振動系の介在がないのが感じ取られるた めマスターテープそのままの音質といっても良い。ＳＰレコードから復刻された ＣＤディスクはいままで特有の曇りが感じられたが、それが全く無く、まるでＳ Ｐレコードを直接その場で再生しているような音質である。またＣＤディスクの 録音過程にアナログ系録音機を使用しない最新録音のＣＤディスク（ＤＤＤ）で は今までのアナログシステムからは得られない現実感を再現できた。一方従来の 高級ＣＤプレーヤーでは、物理特性の良さは感じられるものの現実感に乏しく特 に音質が冷たく細身である。改良されたＣＤプレーヤーではピアノ録音の調律の 方法（平均率、古典調律の種別）が簡単に区別出来るのに、従来のＣＤプレーヤ では区別が出来ない。これは幾つかの音がからみあって生み出される低レベルの 倍音や差音が光雑音によってマスキングされていたからである。

【００３０】高級ＣＤプレーヤーをより高性能化するために数十万円する業務用 ＤＡコンバーターを組み合わせるが、この場合でも上記のような音楽再生面での 大きな効果は無く、むしろこのわずか数円で済むであろう本考案のほうがあきら かに大きいということは、ＤＡコンバーターもやはり電気系でのノイズと歪のコ ントロールで性能差がでるのであり、元の信号を出来るだけ純粋にする（歪と雑 音を少くする）ほうが効率が良いということを表している。

【００３１】本考案により今後業務用、民生用を問わずＣＤ／ＬＤプレーヤーの 音質が飛躍的に向上し音楽芸術に貢献することは間違いないであろう。デジタル 録音再生装置が理論的には、いままでの録音再生方式を明らかに超えているはず なのにもう一つ結果としての不満が残っていたが、本考案により一挙に解決され 、これを弾きがねにして今後より素晴らしい発展を遂げることと思われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面図

【符号の説明】

１−対物レンズ ２−ダンパー ３−カラーフィル
ター ４−コリメートレンズ ５−プリズム ６−レーザ
ーダイオード ７−フォトダイオード ８−鏡筒 ９−緑色塗膜
１０−サーボコイル

【図２】断面図

【符号の説明】

１−対物レンズ ２−ダンパー ３−カラーフィル
ター ４−コリメートレンズ ５−プリズム ６−レーザ
ーダイオード ７−フォトダイオード ８−鏡筒 ９−緑色塗膜
１０−サーボコイル １１−波長板 １２−回折格子 １３−集束レンズ

【図３】断面図

【符号の説明】

１−対物レンズ ２−ダンパー ３−カラーフィル
ター ４−コリメートレンズ ５−プリズム ６−レーザ
ーダイオード ７−フォトダイオード ８−鏡筒 ９−緑色塗膜
１０−サーボコイル

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】光学系構造の中にフィルム製あるいはガラ
   ス製の赤外透過あるいは赤色透過のカラーフィルターを
   備えたコンパクトディスク及びレーザーディスクプレー
   ヤー用光ピックアップ
2. 【請求項２】光学系を構成する部品、レンズ、プリズ
   ム、ハーフミラー、回折格子、波長板、レーザーダイオ
   ード、フォトダイオードなどに赤外透過あるいは赤色透
   過のフィルター機能を合せ持たせたコンパクトディスク
   及びレーザーディスクプレーヤー用光ピックアップ
3. 【請求項３】光学系の内壁及び内部構成部品にレーザー
   光線乱反射防止の目的の緑色塗膜を施したあるいは内壁
   材料及び内部構成部品に緑色の材料を用いたコンパクト
   ディスク及びレーザーディスクプレーヤー用光ピックア
   ップ