JPH0766483B2 - 機械的欠陥補償レコード再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 商業的に製造される円盤レコードは各種の機械的欠陥を
有している。また更にレコードを再生するために用いる
機械的装置に由来するシステムの欠陥もある。本発明は
円盤再生システムの欠陥の一部、すなわち、レコードプ
レス雑音を含む、基本的にはレコードのそりおよびラン
ブルに起因するレコードみぞの鉛直方向の不要偏差に関
する。このような欠陥は再生された信号の大きな劣化の
原因となる。

そり レコードのそりの一般的議論は以下の刊行物に見出され
る。ラリ・ハップおよびフランク・カルロフ、「レコー
ドのそりとシステム再生性能」、ジャーナル・オブ・ザ
・オージオ・エンジニヤリング・ソサイティ誌、24巻、
８号、1976年10月、第630頁から第638頁まで。著者等は
約２分の1Hz（毎分33−1/3回転においては１回転に１
度）から10Hz以上までの範囲でそり周波数を見出してい
るが、そりの95％は8Hz以下であった。そりの物理的振
幅高さのピーク値は、低周波数においては約0.64mm（0.
025インチ）であり、周波数が増大すると減少した。

レコードのそりによって各種の問題が生ずる。針が高さ
の変化するレコードを追跡しようとするときもたらされ
る鉛直方向の力および、ある範囲までは、横方向の力の
ために、トーンアームはレコード面に対してはずんだり
ゆれたりする。これによって、単にトラッキング力の変
動だけではなく、カートリッジが底に接触したりあるい
は針とみぞとの接触が失われたりする。このようにトラ
ッキング力が最適状態から変動すると、音声周波数にお
ける再生信号がしばしば影響をこうむる。針およびアー
ムのトラッキングの問題に加えて、針の過度の偏倚は、
幾何学的ひずみやカートリッジの電気機械的非直線性を
もたらす。さらに、そり信号はこのような低周波数を通
過させる電子装置内に増幅器過負荷によるひずみを生じ
させ、また拡声器システムに印加されると、外部的ノイ
ズやまたドプラひずみを含む高周波数音声信号のひずみ
をもたらすウーハー運動を生じる。さらに、針とレコー
ドみぞの幾何学的関係により、そりの結果として針尖端
が録音済音みぞ上を前後に振動し、その振動数で再生信
号を変調し（前進させたり遅延させ）てワウを生じる。
ワウはまた、レコードみぞ上の針の荷重が変化する際の
回転速度の変動によっても生じる。

そりのあるレコードを満足に追跡するという要請は、先
行技術においては、トーンアーム・カートリッジ・針・
レコードの幾何学的関係を極めて注意深く考慮して最善
の組合せを追求することをうながすのであるが、これも
大抵は、通常生ずるそり周波数以上でしかも最低の録音
済音みぞ周波数以下に制御されたトーンアーム共振を提
供するように、針とトーンアーム質量、トーンアーム制
動、針のコンプライアンスおよび制動、およびトラッキ
ング力のような諸因子の妥協となってしまう。10Hzのア
ーム共振が若干の設計者によって提唱されている。ケイ
スケ・イケガミおよびススム・ホシミ、「ターンテーブ
ルおよびトーンアーム設計における進歩」、ジャーナル
・オブ・ジ・オーディオエンジニアリングソサイティ
誌、第24巻第４号、第276頁から第280頁まで、1976年５
月、および、ピータロザ、「低慣性トーンアーム設計の
諸様相」、シャーナル・オブ・ジ・オーディオエンジニ
アリングソサイティ誌、第25巻第９号、第550頁から第5
59頁まで、1977年９月、を参照。

原理的にはトーンアームおよびカートリッジのパラメー
タを適切に選択することによってそりのあるレコードを
追跡することは可能であるが、実際には利用できる多種
多様なトーンアームおよびカートリッジがあるので、ア
ームとカートリッジの整合はしばしば複雑となる。さら
に、設計の段階においてすら、そり追跡に対して選択さ
れた最適のトーンアームおよびカートリッジのパラメー
タは高周波数のみぞ情報を追跡するには最適でない場合
もある。レコードが適切に追跡されるときですら、そり
に由来する幾何学的形状およびモータワウの問題は依然
として残る。

そりのあるレコードを追跡する各種の受動的装置は公知
である。これらの装置の典型的なものにおいては、レコ
ード面に載りかつピックアップカートリッジあるいはピ
ックアップカートリッジの近傍でトーンアームに固定あ
るいは結合された素子が用いられる。このような装置
は、被制動素子および無制動あるいは固定素子の両者を
含む。典型的な先行技術の被制動素子装置は、フィッシ
ャの米国特許第2,572,712号（ばね装着プランジャ）、
およびトンプソンの米国特許第2,328,862号（弾性的に
装架された補助針）に開始されている。固定素子は、ア
ンドリュース等の米国特許第3,228,700号（ピボット支
えされたカートリッジを有するトーンアームの端にある
フェルトパッド）、およびラビノフの米国特許第3,830,
505号（カートリッジに隣接の空気軸受）に開示されて
いる。振動を制動しかつそりの追跡を助けるためにカー
トリッジに隣接してダッシュポットあるいはブラシを用
いることも公知である。さらに、トーンアームをレコー
ド面に結合させる比較的固い素子の提案も公知である。
また、そりを排除するためにレコードを周縁または中心
でしめつけたり重みをかけたりすることも示唆されてい
る。

レコードのそりを処理するための能動的先行技術システ
ムは次の文献に記載されている。すなわち、「レコード
のそりおよびレコードにおける低周波数ターンテーブル
ランブルの克服」、ケネス・クラニスおよびミチェル・
ジェー・ケリー、ジャーナル・オブ・ジ・オーディオエ
ンジニアリングソサエティ誌、1975年７月・８月号、第
23巻第６号、第450頁から第458頁まで。このシステムに
おいては、カートリッジ出力は、レコードのそりを追跡
するのを助けるために鉛直トーンアーム位置をサーボ制
御するのに用いられる。同様なシステムは、サカモト等
の米国特許第3,623,734号およびラビノフの米国特許第
3,830,505号に開示されている。アーム・カートリッジ
制動を改良するために、トーンアーム運動のまわりにの
み閉ループを備えることも公知である。本発明によりこ
れらの先行技術のトーンアームシステムの性能を大幅に
改良できる。

ランブル ターンテーブルのランブルは、ターンテーブル軸受、電
動機枢動システム、および周囲の振動に由来することが
ある。これらの原因にもとずくランブルを排除するため
の多くの努力がターンテーブル製造者によってなされて
いる。

ターンテーブルに関連した他の障害は拡声器からの音響
的帰還（可聴および超可聴）によって生ずる。これによ
ってターンテーブルまたはレコードは振動の受容体とし
て作用し、その結果カラレーションあるいはハウリング
が起こる。これらの効果を減少させる装置には、カワシ
マの米国特許第3,997,174号に開示された液体充填ター
ンテーブルマット、およびマエダの米国特許第4,054,29
1号に開示された可撓性ターンテーブル支持カップが含
まれるが、両者共にそりのあるレコードの下に適切な被
制動支持体を提供するものである。

これらの努力にもかかわらず、低周波数領域での問題の
主要な源は円盤そのものからくるレコードプレスランブ
ルあるいは金型粗面雑音である。レコードプレス雑音の
周波数スペクトルは、ジョン・アーグル、「市販ステレ
オ円盤の動作特性」ジャーナル・オブ・ジ・オーディオ
エンジニアリングソサイテイ、1969年８月、第17巻、第
４号、第416頁から第422頁まで、で論じられている。金
型粗面雑音は一般には数百ヘルツにまで達する。

レコードプレスランブルおよびターンテーブルランブル
は、慣習的に信号路内の広域フィルタによって減少させ
る。最適のトーンアーム・カートリッジ共振特性はま
た、低周波数ランブル効果を減少させるのに有用であ
る。

そりを処理する先行技術の接近方法は、主としてそりの
徴候に向けられている。例えば、受動的なトーンアーム
対レコード面接触装置や閉ループトーンアームシステム
は、カートリッジおよびトーンアームのそりを単に追跡
する性能を高める装置として主に作用する。従ってこの
ような方法はそりの他の効果を補正することはできず、
従ってそり周波数以外においてはトラッキング性能およ
び信号の質を低下させる。ランブルに関しては、先行技
術は、ランブルの機構そのものを扱うよりは主に電気的
フィルタに向けられてきた。

本発明の方法は、信号チャネル自体の帯域幅あるいは他
の動作特性をまったく劣化させることなく、そりおよび
ランブルの効果を減少させることである。

本発明は第1a図および第1b図で示し状況の観察に基づい
ている。第1a図は無音みぞが記録された仮想的レコード
マスタの上半部の側断面図を示す。みぞの深さ「ａ」は
一定であって、完全な基準路あるいは基準面に対する瞬
時的鉛直信号変調を表わす。基準面は平坦なラッカマス
タ盤面でもよいが、円盤上に記録される鉛直情報がほと
んどない周波数領域（例えば30ヘルツ以下）では、みぞ
自身を基準路として用いる。

第1b図はマスタでレコードプレスを行った後の状況を示
す。鉛直方向みぞ位置はもはや一定ではなく、不規則性
を含んでいる。そりの場合においては、これらの不規則
性は単にレコードをプレスから取り出すときおよびその
後の熱および取扱上のひずみによってのみ生ずるので、
不規則性はレコードの両側で寸法的に相関している（厚
さはほぼ一定に保たれる）。しかしながら高周波数の金
型粗面による雑音は、異なるダイおよびスタンパが用い
られるので、レコードの両側で相関しない。即ち、ディ
スクは局所的な厚さの変動を含む。このような欠陥は、
プレス操作の間、スタンパの背面から前面へ寸法的不規
則性が伝達されることによって生ずる。背面の不規則性
には、複製工程より生ずる金属結晶、後側面を滑らかに
するための研磨操作に由来するパターン、レコードプレ
スのスタンパとダイとの間に捕捉された泥やごみ、およ
びダイの不規則性が含まれる。

スタンパの厚さは約0.18ないし0.25mm（0.007ないし0.0
1インチ）であるから、スタンパの局所的彎曲およびひ
ずみを通して伝達される最短波長は材料の剛性によって
制限される。すなわち最短波長は0.50mm（0.02インチ）
程度である。従って、粗面雑音周波数は外径で最高、30
cm（12インチ）盤［みぞ速度は毎秒約50cm（20イン
チ）］で1kHz程度となる。

レコード自体の低周波数雑音の他の原因には、プレス材
料の不均一性、およびタイ面での急激で不均一な温度変
化に由来する作動的冷却効果による幾何学的ひずみが含
まれる。さらに、前述したように、雑音はまた再生シス
テム、すなわち、ターンテーブルや周囲のランブルおよ
び音響的に伝達されるターンテーブルや円盤の振動によ
ってももたらされる。

すなわち、在来の再生システムにおいては、トーンアー
ム位置を基準に用いて、再生量「ｂ」が得られる。従っ
て、量「ｂ」は望ましくない低周波数雑音成分を含む。

この問題をもっと詳しく考察すると、上述のすべての原
因による低周波数雑音成分は原信号変調と込み入った結
合していないことが分かる。むしろ、録音済信号量
「ａ」はプレスおよび再生過程ならびに再生システム内
の機械的欠陥による影響を受けずそのまま保持される。
従って、もし針接触点におけるひずんだ基準路を再生中
の基準点として用いるなら、量「ａ」を回復できる。再
生システムは、盤面が針の近傍で事実上再び平坦（すな
わち、鉛直方向では事実上不変）になるように、基準点
の不要な変動を除去するように作動するのが好ましい。
真の信号量「ａ」を決定するのに、波状に起伏する基準
点が選択的に用いられる。

本発明の教えによると、先行技術の諸問題はレコード再
生システムにより解決される。即ち、誤差信号を再生す
る適切な量を測定し、この信号を用いて機械的電気的に
適切な補正を行うことによって、追跡路に偏差を生じさ
せる円盤又は再生システムの機械的欠陥が補償される。
感知装置は、ピックアップ又は針の位置、あるいはその
近傍における基準路での偏差に応答する信号を発生し、
該信号は偏差によって生じるレコード再生信号への効果
を最小にするためにシステムを制御するように処理され
る。

本明細書においては、「近傍における」感知とは、補正
を必要とする最短波長の何分の１（例えば約10分の１以
下）以内での感知を意味する。もし金型粗面雑音の波長
が円盤外径で約0.5mm（0.02インチ）程度に短いなら、
このことは約0.05mm（0.002インチ）すなわち、直接隣
接した平坦部における感知を意味する。これは本発明の
技術の限界を表わす。低周波数の雑音およびそりに対し
ては、勿論このような近傍で感知することは不必要であ
る。

本発明には、便宜上鉛直雑音補償器（VNC）と呼び得る
４つの主要実施例がある。これらの実施例は別個である
いは組合せて用いられる。

すべての実施例において、レコードの無変調部分の鉛直
方向位置は針あるいはその近傍において感知される。こ
のようにして導出される情報は基準路情報と名づけられ
る。いくつかの実施例において、基準路情報はアームあ
るいはカートリッジ位置に対して感知されるが、このよ
うな情報は基準路アーム情報と名づけられる。基準路情
報あるいは基準路アーム情報は、信号みぞに隣接しかつ
信号針に近接した平坦部位置を感知するように配置され
た感知装置をへて入手するのが好ましい。鉛直センサは
実質的に鉛直情報にのみ応答することが重要である。円
盤録音技術においては、「鉛直」の語は通常は盤面に垂
直、あるいは軸方向の意味を有する。そりおよび極めて
低周波のランブル効果だけを処理する場合、あまり望ま
しくない代わりの方法では、みぞの深さ自身が感知され
る。

第１実施例においては、基準路情報が得られるとバイア
ス信号と比較され、閉ループサーボシステムで用いられ
る誤差信号が発生される。閉ループサーボシステムは、
少なくともピックアップ針の近傍で円盤をほぼ鉛直方向
に動かすアクチュエータ（作動器）を含んでいる。理想
的には、少なくともピックアップ針の近傍におけるすべ
ての鉛直方向円盤運動が除去され、それによって針はそ
りおよびランブルのないレコードを効果的に追跡できる
という結果がもたらされる。この実施例は円盤VNCと名
づけられる（あるいは、円盤の鉛直方向作動が、ターン
テーブルに関連した機構を通じて極めて容易に行われる
ので、ターンテーブルVNCと名づけられる）。

第２実施例は、トーンアームVNCと呼び得るが、これは
先行技術の閉ループトーンアームの改良である。先行技
術のシステムにおいては、用いられる誤差信号は、アー
ム・カートリッジ共振成分あるいは他の誤りを導く情報
を含む。本発明においては、これらの欠陥を回避する測
定がなされると共に、トーンアームを制御するために処
理される。すなわち、基準路情報を入手し、これを用い
て、トーンアームを制御しかつ選択的に他の実施例によ
り付加的補正を行う。低周波数成分はそりの補償のため
にターンテーブルVNCに用いられる。また高周波数成分
はランブルおよび金型粗面雑音を減少させるためにカー
トリッジVNCあるいは前置増幅器VNCに用いられる。

第３実施例はカートリッジVNCと呼び得るが、この場合
には、基準路アーム情報を入手し、カートリッジ内部あ
るいはそれ以降の補正を行うのに用いられる。基準路ア
ーム情報は信号針によって提供される情報と電気的ある
いは機械的に相殺される。基準路アーム情報は、他の実
施例によって付加的補正を行うために、選択的にカート
リッジから取り出すことができる。

第４実施例は前置増幅器VNCと呼び得るが、この場合に
は、基準路アーム情報が得られると、前置増幅器内で音
声出力から電気的に相殺される。この配置は、金型粗面
雑音、ランブル及びそりの効果の幾つかを減少させるの
に用いられる。

最適の機械的かつ音響学的性能を得るために、ターンテ
ーブルVNCあるいはトーンアームVNC方法を、カートリッ
ジVNCと組合せるのが好ましい。例えば、そりおよびラ
ンブルの影響は、ターンテーブルVNCあるいはトーンア
ームVNCを用いて20Hzまでは補償できる。

互換性は本発明のすべての実施例を特徴づけるものであ
る。在来のレコードは本発明を含む再生装置で再生でき
る。逆に、本発明の選択的な限定基準面を有するように
つくられたレコードは在来の再生装置で再生できる。

本発明によってノイズおよびトラッキング問題を克服す
ることにより、より低い変調レベルおよびより高いみぞ
密度の利用が可能となり、ひいてはより長い再生時間よ
り小さなレコード直径に到達する。

本発明が低周波数ノイズを解決するという事実は、例え
ば「ドルビーＢ」として公知のシステムにより、電子雑
音低減符号化方式で信号の高周波数成分を円盤に録音す
ることが更に可能となる。約1kHz以上の信号のみを処理
するこのシステムは、圧縮された信号を生成する。この
信号はカセットテープの単品製造および流通を可能とす
るのに十分な互換性があることはこれ迄に立証されてい
る。符号化されたレコードの場合にこれを採用すること
は、低周波数信号をも処理することが必要であるとすれ
ば、商業ベースで達成するのは不可能でないまでも更に
困難である。符号化されたレコードは、勿論、レコード
プレスによる高周波雑音および低レベルのピチピチ雑音
を減少させるために、雑音低減復合器を用いて再生する
のが好ましい。

従って本発明は、在来のアナログレコードシステムの現
在の性能および今後の可能性に対して多大の寄与をなし
得る。

以下に本発明を図面を参照して説明する。

以下に説明するすべての実施例においては、不可欠な発
明的特徴のみを詳細に図示あるいは説明する。従って特
に明示する場合を除いては、増幅器、減衰器、等化器、
微分器、積分器、帰還ループ補償器、利得制御器などは
電子技術において通常要求されるものが用いられる。同
様に特に示す場合を除いては、針、センサー変換器、変
換器の詳細な設計および円盤、カートリッジ、トーンア
ーム、駆動電動機などの機械的および電気機械的面につ
いては述べない。

基準路 いくつかの実施例においては、レコードの無変調部分
（基準路）の鉛直位置は、典型的には針である信号ピッ
クアップ装置、あるいはそのごく近くで感知される。本
発明の重要な要素は、金型粗面雑音を減少させるために
は、極めて接近した高分解能検知が有用であるという認
識である。しかしながら、基準路はできるだけきずがな
いことが必要である。例えば、引っかき傷があってはな
らない。さらにみぞ「ホーン」、すなわちみぞの縁で平
坦部に突出している材料の突起は、ディスク製造工程で
除去されるのが好ましい。

金型の研磨は、みぞホーンを除去する公知の方法であ
る。ひとつの実施例（第５図）においては、パイロット
みぞが基準路を与える。この場合には、基準路切削針
は、無変調みぞを信号みぞに隣接して切削する。

基準路情報の直接的感知 基準路情報の感知（すなわち、ひずんだ起伏のある基準
路の感知）は各種の実施例の重要な要素である。一般的
な基準路感知を第2A図および第2B図に示す。第2B図に関
しては、「間接的基準路感知」という表題でのちに説明
する。第2A図において、基準路情報は、横方向では信号
針及びカートリッジに従うが鉛直方向では独立している
センサによって直接得られる。センサ（８）は基準面に
装着されている。在来のターンテーブルにおいては装着
は普通トーンアーム装架面になされる。理論的には、装
着面はターンテーブル自身から離れた安定な面を含む任
意の適当な基準面でよい。センサ（８）の一部分を形成
している可動部材（11）は、盤面の表面起伏に追従す
る。実際には、のちに第3A図および第3Bに関して説明す
るように、レコードに接触するセンサおよび接触しない
センサの双方が利用可能である。

簡単な実施例においては、基準路針は後述する第５図か
ら第８図に示すようにカートリッジに配置されている。
この場合には、針はカートリッジ本体およびトーンアー
ムに比較的に固く結合されており、その結果、トーンア
ームは比較的高い鉛直共振周波数を有する。針は、ラン
ブルおよび金型粗面雑音を減少させるために、単独で用
いられてもよい。また、ターンテーブルVNCあるいはト
ーンアームVNCにおいて基準路情報を提供するためにト
ーンアーム鉛直位置センサと共に用いられてもよい。

第3A図の実施例では、アームのセンサ部分は鉛直方向に
固定されており、鉛直変位感知変換器は超音波あるいは
容量性装置によるか、または光ビームおよび検知器（例
えば、発光ダイオードおよびフォトダイオード）などに
より、盤面（９）を感知する非機械的装置を含有してい
る。針の接触点に収束し、しかも少くとも１平坦領域を
含むビーム直径を有していることが好ましい光ビーム
を、角度をもって表面に向けてもよい。これによって鉛
直方向変化が、横方向変化として表わされ、１つ以上の
光検知器によって感知される。この技術は機械的共振を
伴うことなしに、比較的広帯域の誤差信号を提供すると
いう利点を有する。少くとも、数百ヘルツまでのそり、
および金型粗面雑音はこれによって補償できる。

第3A図の例においては、鉛直方向に固定されているが、
横方向には自由に移動しうるトーンアーム（10）がＵ字
状の端（12）を有し、その中でカートリッジ（14）が十
字型ピン（16）に支持されている。後述する第４図のセ
ンサと同様な光源（18）および検知器（20），（22）の
配置によりセンサ信号が発生する。

第3B図に示される、更に今一つの機械的な基準路感知に
おいては、信号ピックアップカートリッジに横方向には
結合されているが鉛直方向には独立な別個の針が用いら
れる。横方向（水平方向）にのみ運動し得るように支持
されているアーム（24）は第１横方向支持部材（26）を
有し、カートリッジ（14）を担持するトーンアーム部分
（28）が（30）で該部材に回転可能に支持されている。
ハウジング（32）内に収容された第２横方向支持部材及
びピボットは、第２の針（36）を担持するシャンク（3
4）を有する。ハウジング（32）内部のピボットのとこ
ろにある変換器は、第２の針（38）の鉛直運動のセンサ
として機能する。第２の針は、信号針が持ち上げられる
と必ずレコードから持ち上げられるように配置されてい
る。針（36）は、カートリッジ（14）の信号針（38）に
隣接する平坦領域に接触するように寸法を与えられてい
るのが好ましい。

第２の針は、サファイヤあるいはダイヤモンドのような
盤面と両立し、かつみぞ掘り作用に抗する各種の長寿命
材料で構成し得る。センサ変換器は、電磁、光電、ホー
ル効果、磁気ダイオード、ポテンシオメータ、可変抵
抗、キャパシタンス、あるいはインダクタンス型を含む
当業者には公知の各種の型のものでよい。変換器の未処
理の出力は、位置、速度、加速度、あるいは力（圧力応
答変換器のように）に相当する。

基準路センサ組立体の機械的特性は、鉛直感知機能のみ
を最大限に活用できる。最高補正周波数を上方にのばす
ことによって可聴ランブル及び金型粗面雑音を減少させ
るために、鉛直共振周波数（センサのたわみ及び質量）
は最高そり周波数より大幅に上で、実際十分に可聴帯域
に入るところに置かれるべきである。第２の針は第１の
針に極めて接近して配置されなければならない。例えば
約50ヘルツまでの補正に対しては1mm以内である。中間
範囲の金型粗面雑音を減少させるためには、約500ヘル
ツまでの補正をするように約0.1mmといったさらに狭い
間隔が好ましい。

第２の針あるいはセンサ装置は、先行誤差信号を発生す
るために第１の（信号）針のわずか前方に置いてもよ
い。これは電気機械的サーボループの利得及び位相の要
件を緩和するために、あるいはまた、例えば基準路情報
の低域ろ波におけるように機械的あるいは電気的移相が
存在する場合に最適の誤差相殺を補償するのに有用であ
る。

基準路アーム情報感知 本発明の他の実施例においては、基準路アーム情報が用
いられる。これは基準路とアーム（すなわちカートリッ
ジ）の間の距離を感知することによって得られる信号で
ある。この信号は必然的にトーンアーム運動及びアーム
カートリッジ共振作用を含む。第１のセンサ実施例は、
先行技術で公知のように、単にピックアップカートリッ
ジからの鉛直成分情報を用いる。この方法はアームカー
トリッジ共振周波数以上の有用な情報を提供するが、デ
ィスク切削の間にチャネル分離度を計画的に減少させる
（例えば100ヘルツ以下に）場合と周波数範囲とに限定
される。

より高い周波数まで基準路アーム情報を得るためには、
信号針から独立した平坦部センサを提供することが必要
である。第3A図に関連して前述したような非機械的感知
装置を用い得るが、この場合には鉛直固定アームにでは
なくカートリッジ保持アーム、あるいはカートリッジに
固定されている。このようなセンサの例を第４図に示
す。ステレオピックアップカートリッジ（40）は、レコ
ード盤（９）と係合して示されている在来の片持ちシャ
ンク（42）と針（44）とを有する。例えば発光ダイオー
ド（LED）あるいはダイオードレーザのような光源（4
6）が光ビームを発生して直径1mmあるいはそれ以下のレ
コードの領域を照射させる。反射された光は、第3A図の
説明と同様に、フォトダイオードのような１つあるいは
それ以上の光受容器（40）（50）において受容される。
光の照射位置及び直径は、針（44）が位置している領域
及び隣接の平坦領域を照射して、その結果反射光が針の
ある、あるいは針に先行する平坦部での局所的変化であ
って、その点におけるランブル及び金型粗面雑音を表わ
す局所的変化に応答するように選ばれることが好まし
い。受容器（48），（50）の出力は、微分増幅器に送ら
れて局所的な平坦部の変化を指示させることができる。
適当な回路配置により、みぞ変調に依存する全反射光に
ではなく鉛直方向平坦部位置変化にのみ応答させること
ができる。このような技術は、例えば自動スライド収束
機構として用いられる。

基準路アームセンサの機械的な例を第５図から第８図ま
でに示す。実施例の各々において、在来の針がみぞ情報
内容をたどり、また第２の針がそり及びランブル情報を
感知する二重針ピックアップカートリッジが備えられて
いる。本発明のカートリッジVNC実施例においては、こ
のような二重接触組合せは単一完備型ピックアップカー
トリッジ内部でそり及びランブルの両性能を改良するこ
とができる。上述した先行技術のそり追跡装置のブラッ
シあるいはダンパのような第３の接触装置を選択的に用
いてもよい。

理想的な基準路感知方法を第５図に示すが、浅い無変調
パイロットみぞ（52）がレコード盤（9a）内の主情報担
持みぞ（54）に隣接して備えられている。カートリッジ
（60）の第２針（58）の尖端（56）は、パイロットみぞ
内にあって、鉛直方向及び横方向双方のそり及びランブ
ル周波数を感知する。本発明の実施例は、提供される鉛
直方向及び横方向情報の双方を用いるようになってい
る。幸いなことに、横方向のそり及びランブルは重大な
問題ではなく、実際の装置においては鉛直方向成分のみ
を扱えば充分である。

第６図を参照すると、在来の市販のレコードに適した配
置において、カートリッジ（62）はシャンク（42）とレ
コード（９）の情報担持みぞ（54）を追跡する針先（4
4）とを有する主針を有する。第２のシャンク及び針先
（66）は主針の一方の側あるいは両方の側に配置されて
いて、完全あるいは部分的に主針を囲んでいる。接触領
域は、所望されるならば、基準路情報でプリエコーが最
小となるようにレコードの外側に偏倚させる。第２の針
先は、充分に大きな有効寸法（たとえば数分の1mm）を
持つほぼ平坦な底を有しているので、針先は少なくとも
１つの平坦領域上に確実に乗って、横方向情報に従って
みぞの情報内容には実質的に応答せず、そり及びランブ
ルのめやすである平坦部の高さの変化にのみ応答する。
針先（66）は、主針によって横方向に案内され、また柔
軟な結合装置（68）によって適所に保持されるが、結合
装置（68）は一般に２つの針の相対的位置を維持する
が、針の運動には関係しない。

第７図には他の型の針を示す。いくつかのみぞの間の平
坦部にまたがる第２の針（72）の細長いブロック状の針
先（70）が、主針（42）の前方かつ外側に配置されてい
る。先に述べたように、第２の針先は時に応じてＵ字状
（例えば、第８図の素子（74）として示されているよう
な）、あるいはＯ字状をなして主針をとり囲んでいる。
接触領域は、もし望ましければプリエコーを減少させる
ために、レコードの外側のほうに偏倚されてもよい。そ
の他に実際上大切なことは、針の配置がほこりをひっか
けず、それを排除するものでなければならないというこ
とである。

大部分のトーンアームおよびカートリッジの構成におい
ては、基準路アーム情報センサの設計は、カートリッジ
への側方推力に影響を与えるのを避け、かつ、そり及び
大振幅信号のトラッキングに用いられる主針の力が減少
するのを避けるために、主針のトラッキング力がカート
リッジトラッキング力全体の主要部分を含むようにすべ
きである。第２の針のトラッキング力は、主針のトラッ
キング力の、例えば４分の１、10分の１、あるいはそれ
以下というような大きさが、比較的低振幅かつ低周波数
のランブル成分を感知するのに適当である。第２の針は
カートリッジ本体に柔軟に接続するのが望ましく、コン
プライアンスは主針のものよりもずっと大であることが
好ましい。上述のコンプライアンス及びトラッキング力
は、主にそりが補償されないオフセットトーンアーム装
置に適用される。ある装置においては、第２の針のシャ
ンクはカートリッジ本体に比較的堅固に連結される。さ
らに、第２の針及び関連の可動部品の実効質量は、シャ
ンクのたわみあるいは硬さの性質とあいまって、金型粗
面雑音の最高周波数成分よりも上方に高周波数共振を発
生させるべきであり、従って、基準路センサには少なく
とも１ないし２キロヘルツの共振周波数が適当である。
在来の信号カートリッジの設計におけるように、適当な
機械的制動が第２の針に加えられうる。もし望ましけれ
ば、第２の針によって提供される情報の帯域がほこりや
表面かき傷に対する感受性を減少させるために制限され
るように、機械的低減フィルタを合体させてもよい。

基準路アームセンサからの情報は、信号針からの対応の
鉛直情報を相殺するのに用いられる。後に説明するよう
に、完全に機械的な相殺配置が用いられ得る。柔軟性の
ない第２針を用いた簡単な配置においては、カートリッ
ジ本体の鉛直運動だけ第１針の対応の運動から減じられ
る。あるいはまた、第２の針の情報は信号変換器の磁気
的あるいは機械的配置内で誤差情報を相殺するように相
互作用してもよい。いくつかの配置においては、別個の
あるいは整合された変換器が第２の針のために備えられ
うる。信号の組合わせは相互接続されたコイルによるな
どして、カートリッジ自身の内部で行える。あるいはま
た、信号は外部で組合わせるために外に引き出してもよ
い。信号は内部で用いると共に、本発明の他の実施例で
用いるために外に引き出してもよい。例えば、基準路セ
ンサからの高周波数成分は、内部で用いるかあるいはま
た、金型粗面雑音低減（カートリッジVNC）のために前
置増幅器へ向けてもよい。また低周波数成分は、ターン
テーブルあるいはトーンアーム駆動によるそり（ターン
テーブルVNC、あるいはトーンアームVNC）を処理するた
めに外に引き出してもよい。

間接的装置による基準路情報感知 前述したように、正確な基準路情報の感知は、鉛直方向
に固定されたセンサによって、直接達成される。近似的
には、先行技術で公知の方法により、トーンアームの鉛
直位置が用いられる。第3B図に関連して前述した型の変
換器が、アームと鉛直軸との間に装荷されていて、トー
ンアーム及びカートリッジの鉛直位置あるいは角度に関
連した出力を与える。この感知方法は、アームカートリ
ッジ共振周波数（例えば、10ヘルツ）以下の基準路情報
を提供するのに有用である。比較的固く装架された第２
針を用いてトーンアームの共振周波数を増大し得る。第
４図に関連して前述した基準路アームセンサは、主に共
振周波数以上において有用である。共振周波数、あるい
はその近くでは、これらの両方法による基準路情報に位
相、及び振幅誤差が導入される。従って、これらの方法
は、アームカートリッジ共振周波数とはある程度異なる
そり、あるいはランブル周波数、すなわち、通常約５ヘ
ルツ以下および約20ヘルツ以上でのみ有用である。

改良された方法においては、実質的に誤差のないそり及
びランブル感知信号が導出されて、アーム・カートリッ
ジ共振からの干渉なしに問題の周波数領域全体にわたっ
て（例えば、0.5ヘルツから数百ヘルツに至るまで）補
正作用を加えることができる。

この方法は第2B図に略線図で示すような前述の第１及び
第２図の感知方法（即ち、トーンアーム感知及び基準路
アーム感知の組合わせを用いる。この方法は、両信号と
もに同じ誤差信号（アームカートリッジ相互効果によ
る）を含んでいるが、相補的な形で含んでいるので、両
信号はそり及びランブルを正確に指示する信号を与える
ように相殺し得るという認識に基づいている。鉛直アー
ム位置信号ｘはアーム（76）から基準平面までの距離で
あり、また基準路アーム信号ｙは、カートリッジ（78）
から円盤までの距離である。差ｚはそり及びランブルの
振幅である。即ち、ｚ＝ｚ−ｙ。トーンアームセンサ
（トーンアーム鉛直位置センサ）（80）及び基準路セン
サ（基準路アーム間距離センサ）（82）からのｘ信号及
びｙ信号に含まれるアームカートリッジ共振誤差信号
は、結合器（84）内で相殺されて、実質的に誤差のない
基準路情報（86）を与える。ｙ信号は、上述の各種装置
によって導かれる。即ち、信号針（78a）を用いると、
約30ヘルツまでの有用な情報を提供でき、また、第２の
針（78b）を用いると、約数百ヘルツまでの有用な情報
が得られる。

カートリッジVNC 第９図に本発明のカートリッジVNC実施例の機能上のブ
ロック線図を示す。主針（みぞアームセンサ（220））
からのそり及びランブル及び金型粗面雑音は装置（22
2）によって出力信号から相殺される。その方法は基準
路アームセンサ（224）によって与えられる誤差情報を
用いて、例えば、機械的に、磁気的にあるいは電気的に
なされる。ユニット化された二重針カートリッジ組立体
内ですべてが行われるのが好ましい。作動パラメータは
カートリッジ製造者によって固定され、また予め設定さ
れるので、装着は新規のときもまた交換のときも容易で
ある。

基準路アームセンサ（224）は前述の第４図から第８図
までに示された型でよい。２つの独立な変換器（22
6），（228）の組（例えば、磁石とコイル）は、典型的
組合せ相互接続を示す第10図および第11図で示すよう
に、カートリッジ内に備えられる。変換器出力は左右の
信号に適応するように分割される。若し所望なら外部的
に特性を制御できる電気的あるいは機械的低域フィルタ
（例えば300ヘルツ低域フィルタ）を備えることによっ
て、かき傷あるいは粗いみぞ縁に起因するような、第２
針によって感知されるランブル又は金型粗面雑音のいず
れでもない成分を減少させることができる。

第12図に示したもう一つの例においては、第２の針の柄
（72）はそれ自体の変換器と結合する代わりに信号変換
器の固定子成分と結合しているため、第二の針（70）に
よって感知された揺れの情報は第一の針（44）によって
感知されたランブル情報を相殺する。つまり、ランブル
周波数に対しては、例えば鉄もしくは磁石（230）とコ
イル（232）の間のように、相対的運動が全くないとい
うことである。他の種々のアナログ相殺配置が、可動コ
イル、可動鉄および可動磁石などを用いて、利用され得
る。各々が針と連合している２つのコイルが共通の磁界
を分け合っているように、２つの同じ電機子素子が同じ
固定子環境を分け合ってもよい。

上述した信号変換器の固定子成分は、カートリッジ本体
そのものを含んでいてもよい。しかし最適なノイズ相殺
のためには、第２針によって変位されるべき質量はでき
るだけ小さい方がよい。

従って、信号針及び第２の針は好ましくはカートリッジ
本体に対し、互いに独立して柔軟な接続（231）及び（2
33）を有する。最適なトラッキングのために、第二の針
はカートリッジトラッキング力全体のより小さい部分及
び鉛直硬度全体のより小さい部分をしめるのが好まし
い。

第２針の運動が第１針の対応の運動を相殺する、更に機
械的に結合された配置が可能である。一例を第13図の実
施例に示す。第13図では、Ｕ字状の針の先端（74）が主
針の先端（44）を部分的にとり囲んでいる。Ａ字状の柄
（234）は、先端（74）をカートリッジに対して固定さ
れている第一及び第二部材（274）及び（276）に接続さ
せている。主針の柄（42）は、点（278）で柄（234）の
十字部分に装着されている。柄（43）の末端は、コイル
（244）と共に働く在来の磁石または鉄片（242）に接続
されている。作動時には主針の先端（44）が係合したみ
ぞに隣接した一つ以上の地面領域にのる第二の針（74）
は揺れ周波数成分に応答し、主針の対応した応答によっ
て磁石（242）の動きを相殺する。

再生されたレコード信号は、電子ノイズ低減方式に符号
化される。例えば「ドルビーＢ」としてして知られてい
るシステムによって高周波数展開を用い、プレイバック
時の高周波数雑音を減少させるために、高周波数圧縮を
用いる方式である。このような高周波数雑音の減少は、
本発明のさまざまな実施例によって与えられている低周
波数円盤雑音の減少と結合すると心理音響学的にもっと
も効果的である。

前置増幅器VNC 基準路アーム信号は、第14図に示すような電子的方法で
主針信号と結合し得る。本実施例では、前述のカートリ
ッジVNCと本質的に同一方法で機能し、主に第3A図、第3
B図、及び第４図に示した形のセンサ又は第５乃至第８
図の形の別個の変換器に応用できる。各センサはそれぞ
れ前置増幅器（244），（246）を有する。零制御装置
（250）は、結合器（248）における雑音相殺の最適化の
ために設定される。もし所望なら、電気的フィルタ、信
号遅延補正器又はその他の処理装置を信号系に挿入し、
あらゆる操作状態下で雑音低減効果を最適化するように
してもよい。例えば、過渡的雑音抑制器（252）は、レ
コードなどの引っ掻ききずによって生じるポップ又はク
リックノイズを低減させるのに用いられる。

再生されるレコード信号は、例えば、ドルビーＢ形とし
て知られている雑音低減装置を用いて、電子雑音低減形
式に符号化することができる。このような高周波雑音の
減少は、本発明の各種の実施例により提供される低周波
の雑音低減と組合わせることにより、音響心理学的に最
も効果的である。第14図のシステムは、ドルビーＢ形の
デコーダ256を備えることにより、ドルビーＢ形符号化
レコードの再生を行うことができる。デコーダは減算器
（248）の後に設けるのが好ましいが、減算器の前のブ
ロック（220），（244）の信号系内に設けても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は無音みぞが記録された仮想的録音マスタの上半
分の側断面図、第1B図は第1A図のマスタ盤からつくられ
た仮想的録音プレスの側断面図、第2A図は本発明の一つ
の特徴による直接基準路情報感知の部分的にブロック線
図を含む一般的表示、題2B図は本発明の他の特徴による
間接基準路情報感知の部分的ブロック線図を含む一般的
表示、第3A図は一つの型の直接基準行路情報感知の一部
を除去した斜視図、第3B図は他の型の直接基準路情報感
知の一部を除去した斜視図、第４図は一つの型の基準路
アーム感知の一部を除去した側面図、第５図は一つの型
の基準路アームセンサの一部を除去した斜視図、第６図
は他の型の基準路アームセンサの一部を除去した斜視
図、第７図はさらに他の型の基準路アームセンサの一部
を除去した斜視図、第８図は他の型の基準路アームセン
サの針部分の一部を除去した斜視図、第９図は本発明に
よるカートリッジVNCの一般的配置を示すブロック線
図、第10図は本発明によるカートリッジVNC内の変換器
間の例示的組合せの相互接続を示すブロック線図、第11
図は本発明によるカートリッジVNC内の変換器間の他の
例示的組合せの相互接続を示すブロック線図、第12図は
カートリッジVNCの一部の斜視図、第13図は他のカート
リッジVNCの一部の斜視図である、第14図は前置増幅器V
NCを示すブロック線図である。 8,80,220,224……センサ ９……レコード円盤 10……トーンアーム 14,40,60,62……カートリッジ 44……針先 55,66,70,74……第２針先

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カートリッジと、 レコードの音溝変調と、レコードの金型粗面雑音を生じ
   る不要な垂直偏差とを表わす音声信号を発生させる信号
   針と、 前記カートリッジに担持される感知装置にして、前記金
   型粗面雑音を検出するために前記信号針に近接するレコ
   ードの無変調部分における前記不要な垂直偏差を感知す
   る感知装置とから成り、 前記感知装置が該信号針より大きなコンプライアンスを
   有すると共に、該不要な垂直偏差を示す誤差情報を与え
   ることを特徴とするレコード再生装置。
2. 【請求項２】前記感知装置がレコード溝間の平坦部を感
   知するように該感知装置を前記カートリッジに設ける、
   特許請求の範囲第１）項に記載の再生装置。
3. 【請求項３】レコードの無変調部分の垂直偏差を前記信
   号針からの偏差の各波長の約十分の一未満の距離で感知
   する、特許請求の範囲第１）項に記載の再生装置。
4. 【請求項４】可聴ランブル及び金型粗面雑音を低減させ
   るように、前記感知装置の垂直共振周波数が最大そり周
   波数より実質的に高い、特許請求の範囲第１）項に記載
   の再生装置。
5. 【請求項５】雑音を低減させるために前記感知装置が、
   音声信号又は該感知装置により感知する垂直偏差内のタ
   イミング誤差を修正するための少なくとも一つの信号遅
   延修正装置を含む、特許請求の範囲第１）項に記載の再
   生装置。
6. 【請求項６】レコードの前記不要な垂直偏差の影響を音
   声情報から少なくとも部分的に除去するために前記音声
   情報と前記誤差情報とを減算的に結合する装置をさらに
   含む、特許請求の範囲第１）項に記載の再生装置。
7. 【請求項７】前記感知装置がレコード溝間の平坦部を感
   知するように該感知装置を前記カートリッジに設ける、
   特許請求の範囲第６）項に記載の再生装置。
8. 【請求項８】前記感知装置が前記信号針と噛み合う溝の
   左又は右側に位置する少なくとも一つの平坦部に応答す
   る、特許請求の範囲第６）項に記載の再生装置。
9. 【請求項９】前記感知装置が前記信号針と噛み合う溝の
   半径方向外側に位置する少なくとも一つの平坦部に応答
   する、特許請求の範囲第６）項に記載の再生装置。
10. 【請求項１０】前記感知装置が、前記針に関して円周上
    の先行する点に応答する、特許請求の範囲第６）項に記
    載の再生装置。
11. 【請求項１１】音声情報及び誤差情報に応答して音声信
    号を発生するための信号変換器をさらに有し、金型粗面
    雑音となる該不要な垂直偏差の音声信号に対する影響を
    少なくとも部分的に打ち消すようにする、特許請求の範
    囲第６）項に記載の再生装置。
12. 【請求項１２】前記感知装置が第２の針を有し、両針共
    に前記変換器に接続され、前記不要な垂直偏差に応答し
    て信号針により該変換器に加えられる力が、該不要な垂
    直偏差に応答して前記第２針により該変換器に加えられ
    る力により少なくとも部分的に補償されるように、前記
    結合装置が二つの針を機械的に結合させる装置を有す
    る、特許請求の範囲第11）項に記載の再生装置。
13. 【請求項１３】前記変換器が電磁的に結合した二つの要
    素を有し、該変換器は前記二つの要素が音声情報及び誤
    差情報に応答して相互に移動するときに音声信号が発生
    するように設けられ、前記結合装置が前記感知装置を該
    二つの要素と結合させて、不要な垂直偏差に起因する要
    素間の相互運動を減少させるために前記誤差情報が該二
    つの要素を移動させるようにする、特許請求の範囲第1
    1）項に記載の再生装置。
14. 【請求項１４】それぞれ音声信号と誤差信号とを発生さ
    せるために、それぞれ音声情報と誤差情報とに応答する
    音声信号変換器と、誤差信号変換器とを含み、前記結合
    装置が前記音声信号と誤差信号とを減算的に結合する、
    特許請求の範囲第６）項に記載の再生装置。