JPS5881B2 - サイセイジニトレ−シングヒズミオハツセイサセナイヨウナエンバンレコ−ドニタイスル キロクシンゴウオウルタメノ シンゴウシヨリカイロ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 円盤レコード（以下、単にレコードと記載する）の音溝
は、断面形状がＶ字型のカッタの切削刃によって切削さ
れており、一方、レコードの再生時に使用されるピック
アップの再生針の先端は半球状を呈するものであるため
に、再生針の先端の軌跡は、カッタの切削刃の先端の軌
跡とは異なったものとなるから、レコードの再生時には
いわゆるトレーシング歪が発生する。

第１図は、前記したレコード再生時に発生するトレーシ
ング歪の発生のメカニズムをモテル化して図示説明する
ためのもので、この第１図において、Ｇは音溝に記録さ
れた記録信号波形（音溝波形Ｇ）であり、また、ＰＳは
再生針であって、図中のｒは再生針ＰＳの先端部分の半
径を示し、さらに、Ｔは再生針ＰＳによるトレース波形
を現わす。

第１図に示されているように、再生針ＰＳによるトレー
ス波形Ｔは前記したトレーシング歪が存在するために、
音溝に記録された記録信号波形Ｇとは異なるものである
から、再生音はトレーシング歪の存在によって音質が劣
化する。

特に、いわゆるＣＤ−４方式のレコードとじて知られて
いる形状の４チャンネル立体音響レコードのように、超
可聴周波領域の角度変調波による信号（ＦＭ波及びＰＭ
波による信号、以下ＦＭ波信号と記載することもある）
が可聴周波領域の信号（以下、ベースバンドの信号と記
載する）に対して重畳して記録されている場合には、再
生時に発生するトレーシング歪の存在が、単に再生音の
音質を劣化させるのに止まらず、トレーシング歪によっ
て生じる混変調によりベースバンドの信号をＦＭ波の信
号の復調出力へ漏洩させたり、あるいは、ベースバンド
の信号の歪がＦＭ波の信号と干渉してＦＭ波の信号の復
調出力中に異常雑音を発生させたりする。

上記のように、レコードの再生時に発生するトレーシン
グ歪を除去するのに、レコードのカッティングに用いる
記録信号に対して、レコードの再生時に発生するトレー
シング歪とは逆の歪を予め与えておくという解決手段が
、いわゆるコリレータ法や、いわゆるスキューサンプリ
ング法、その他の方法として実施されていることは周知
のとおりである。

ところで、第１図を参照して述べたトレーシング歪は、
音溝の波形Ｇに沿って半径ｒの球がころがる時にその先
端の軌跡をトレース波形Ｔとし、前記したトレース波形
Ｔと音溝の波形Ｇとの差として定義され、その解析は１
９３８年Ｐｉｅｒｃ６及びＨｕｎｔ等に始まっており、
音溝に記録された第１図中の記録信号波形Ｇが、それを
記録するのに用いた記録信号ｆ（ｔ）の波形と同一であ
るとし、トレーシング歪を示す関数がＴｒ（ｆ（ｔ））
とすれば、トレーシング歪の発生を示す関数ＴＴ（ｆ（
ｔ））は次の（１）式のように表わされることが知られ
ている。

ｒは再生針の針先半径、 ■は音溝線速度、 そして、トレーシング歪の除去方法として従来から実施
されて来た既述のコリレータ法その他の解決手段は、互
に回路の構成上においては区別性３を有してはいるが、
その何れのものも上記した（１）式で表わされるトレー
シング歪を示す関数ＴＴ（ｆ（ｔ））の逆関数ＴＴ−１
（ｆ（ｔ））………本明細書中では、ある関数、例えば
、関数Ｆの逆関数を表示するのにＦ−１のようにして表
示するという表示法を採用する………を、トレーシング
歪補正を示す一般式とする同一思想によるものであり、
上記したトレーシング歪を示す関数ＴＴ（ｆ（ｔ））の
逆関数として得られる従来のトレーシング歪補正を示す
一般式は、具体的には 上記の（２）式のように示される。

すなわち、逆関数の性質からいって、トレーシング歪が
ＴＴで示されるも、のであれば、ＴＴ−１によって予め
波形歪を与えであるものをピックアップでトレースする
時の波形ｇ（ｔ）は、 ｇ（ｔ）＝ＴＴ〔ＴＴ−１（ｆ（ｔ））＝ｆ（ｔ）……
……（３）（３）式のように示されるものとなり、ピッ
クアップによって原信号ｆ（ｔ）が忠実に再現されるこ
とになるのである。

上記した第１図によってそのモデル化が示されているレ
コード再生時に発生するトレーシング歪の発生のメカニ
ズムにおいては、記録信号ｆ（ｔ）の波形がそのまま音
溝の記録信号波形Ｇであるとしているのであるが、実際
のレコードにおける記録信号波形Ｇ（音溝波形Ｇ）は、
レコードに記録信号波形Ｇを形成させるためにカッタに
供給した記録信号ｆ（ｔ）の波形とは異なったものとな
る。

すなわち、音溝の切削に用いられるカッタは、音溝の切
削に当って、第２図中のθで示すようなカッティング角
（１５°〜２０°程度である）を有するものであるから
、カッタ１（第２図）に供給される記録信号ｆ（ｔ）の
波形が、例えば第３図ａ図の曲線ｆ（ｔ）で示されるよ
う本のであった場合に、カッタ１の切削刃１ａの切削に
よって形成される記録信号波形Ｇ（音溝波形Ｇ）は、第
３図す図で示す曲線Ｇのように第３図ａ図示の曲線ｆ（
ｔ）とはその曲線形状の異なったものとなる。

そして、上記した第３図す図に示されている曲線Ｇのよ
うな音溝から信号を取出すのに、半球状の先端形状を有
する再生針ＰＳを備えたピックアップ２（第２図）が用
いられた場合における再生針ＰＳによるトレース波形Ｔ
は、第３図す図示の音溝の記録信号波形Ｇに対して第１
図によってそのモデル化が示されているトレーシング歪
の発生のメカニズムをそのまま適用することによって得
られる第３図Ｃ図示の曲線Ｔのようなものとなる。

すなわち、この第３図Ｃ図示のトレース波形Ｔは、第３
図す図示のような記録信号波形Ｇに沿って球がころがる
時にその先端の軌跡として示されるものであって、これ
は第３図ａ図示の記録信号ｆ（ｔ）の波形に沿って球が
ころがる時にその先端の軌跡として示されるものではな
いから、第３図す図示の音溝波形Ｇをカッタ１における
カッティング角θと同じ角度値のトラッキング角δを有
する再生針ＰＳを備えたピックアップ２によって再生さ
れる再生信号の波形は、第３図ｄ図中の実線図示の曲線
ｓｂのようなものとなり、これは音溝波形Ｇが第３図ａ
図示の記録信号ｆ（ｔ）の波形と同一であったとした場
合にピックアップ２から再生される再生信号の波形Ｓａ
（第３図ｄ図中の点線図示の曲線Ｓａ ）とは、第３
図ｄ図中の曲線Ｓａ 。

ｓｂの差で示されて（・るような差異を有するものとな
る。

実際のレコードの製作に当っては、上記したカッタ１の
カッティング角θの存在によって、記録信号ｆ（ｔ）の
波形が変形された状態で音溝に記録信号波形Ｇとして刻
設されているものであること、上述のとおりであるから
、記録信号ｆ（ｔ）の波形そのままが音溝の記録信号波
形Ｇとして記録されているものであるとの前提で、レコ
ード再生時に発生するトレーシング歪の発生のメカニズ
ムを第１図のようにモデル化したものに基づき、上記し
た（２）式に従うような内容をもってトレーシング歪を
補正しようとしている従来の各種のトレーシング歪の補
正手段によっては、その何れのものによっても上記した
（３）式で示されるような関係は厳密には得られないの
である。

そして、上記したカッタ１のカッティング角θの存在に
よって、記録信号ｆ（ｔ）の波形が変形された状態で音
溝に記録された記録信号波形Ｇを、半球状の針先形状を
有する再生針ＰＳによってトレースした時に得られる第
３図Ｃ図示のようなトレース波形Ｔは、第４図に示すよ
うに記録信号ｆ（ｔ）の波形がそのまま記録信号波形Ｇ
として記録されている場合（すなわち、Ｇ＝ｆ（ｔ）の
場合）に、その記録信号波形Ｇを針先形状が傾いた楕円
形状を呈するような再生針ＰＳａでトレースした時に再
生針の最下端が示す軌跡と同じであること、及び上記し
たカッタ１のトラッキング角θの存在によって生じる記
録信号波形の歪の具体的な様子、ならびに、それはいわ
ゆるトレーシング歪として理解されるが、上記したカッ
タ１のカッティング角θの存在に基ついて生じるトレー
シング歪を含めても、第１図によってそのモデル化が示
されている従来のトレーシング歪の発生のメカニズムに
従って発生したと考えたトレーシング歪の量と大して違
わない、などの諸点が、ＪＡＥＳ、ＶＯＬ１３、Ｎｏ２
における「インターアクション オブ トレーシング
アンド トラッキングエラー」と称する標題の下で記述
されているり、Ｈ，Ｃｏｏｐｅｒの論文中で指摘されて
いる。

上記したように、カッタ１のカッティング角θの存在に
よって付加されるトレーシング歪は、既述した（２）式
に従うような内容を以ってトレーシング歪を補正しよう
としている従来の各種のトレーシング歪の補正手段によ
っては、その何れのものによっても上記した（３）式で
示されるような関係、すなわち、ピックアップによって
原信号ｆ（ｔ）が忠実に再現されるという関係は、厳密
には得られないのであるが、通常のレコード（可聴周波
帯域のみの信号が記録されているような珍式のレコード
）の再生時においては、上記の（２）式に示されている
ようなトレーシング歪補正の一般式に従って構成された
トレーシング歪補正手段を使用しただけでも実用上で支
障がない程度迄にトレーシング歪の低減が達成できるの
で、従来はトレーシング歪の補正手段として、上記した
（２）式に従うような内容を以ってトレーシング歪の補
正を行なうのにとどまっていたのである。

すなわち、第９図は通常のレコード（従来の２チャンネ
ル立体音響レコード）における２次歪率の理論値、第１
０図は同じく３次歪率の理論値をそれぞれ示すものであ
り、各図中で実線図示の曲線■はカッタのカッティング
角θが０°（すなわち、第１図と対応する）の場合、ま
た、各図中で点線図示の曲線■がカッティング角θが２
０゜（すなわち、第４図と対応する）の場合をそれぞれ
示しており、これらの各図は、それぞれ再生針の針先半
径が７μｍ、音溝径が１３０ｍｍ、回転数が３３１／３
ｒｐｍであるとし、また、ＪＩＳの基準レベルで各信号
が録音されているものと想定して描かれたものである（
なお、上記した第９図、第１０図は、ＣＤ−４方式のレ
コードにおけるベースバンドの信号領域に発生する２次
歪及び３次歪の歪率を表わしていると考えてもよいこと
は勿論である）が、上記の第９図及び第１０図を見れば
判かるように、ベースバンドの信号領域に発生する２次
歪、３次歪の量は、カッタのカッティング角θが００の
場合と２０°の場合とにおいて大きな差異が認められな
いのであり、このことからも、従来のレコードの再生時
に発生するトレーシング歪の補正は、上記の（２）式に
従って構成されたトレーシング歪の補正手段を使用した
だけでも実用上支障がないことは充分に推測できる。

第１１図はカッタのカッティング角θが２０°の場合に
、既述した（２）式に示されているようなトレーシング
歪補正の一般式に従って構成されたトレーシング歪の補
正手段を使用した際の歪率を示すものであり、この図か
らカッティング角θが００からずれたために補正しきれ
ずに残ったトレーシング歪に基づいて生じる３次歪は、
周波数がよほど高い領域にならない限り量的にみて問題
とはならないことが判かる。

それで、従来はカッタのカッティング角θが００でない
ために生じていたトレーシング歪に基づく歪を、実用上
からみて問題としなくてもよいとしていたのであるが、
通常のレコードの再生においても高忠実度再生の観点か
らみれば、やはり前記したカッタのカッティング角θの
存在に基づいて発生イるトレーシング歪をみのがすこと
はできないのである。

また、いわゆるＣＤ−４方式のレコードのように、ベー
スバンドの信号とＦＭ波信号とが周波数多重化された記
録信号として音溝に記録されているようなものにおいて
は、カッタのカッティング角θの存在によって付加され
た量的には一見価かに見えるトレーシング歪が従来のト
レーシング歪の補正手段における補正の不完全さによっ
て補正）されないで残っている場合には、現実に、無視
することができない程度の大きさでベースバンドからＦ
Ｍ波信号への干渉を生じさせる。

次に、この点について説明する。

まず、いわゆるＣＤ−４方式のレコードは、通常のいわ
ゆる４５−４５方式の２チャンネル立体音響レコードに
おけるし信号と対応する信号として、和信号（ＣＨｌ−
１−ＣＨ２）と差信号（ＣＨｌ−ＣＨ２）トラ周波数分
割多重化して得た１組の多重化信号を用い、また、Ｒ信
号と対応する信号として、和信号（ＣＨ３−＋ＣＨ４）
と差信号（ＣＨ３−ＣＨ４）とを周波数分割多重化して
得た他の１組の多重化信号として用いた形態の４チャン
ネル立体音響レコードであり、その信号構成の周波数配
置などは第５図に示すとおりである。

差信号（ＣＨ，−ＣＨ２）及び（ＣＨ３−ＣＨ４）は、
それぞれ３０ＫＨｚ の搬送波をＦＭして、ＦＭ波信号
の帯域は２０ＫＨ２〜４５ＫＨ２となされている。

ベースバンドの信号（上記した和信号（ＣＨ１＋ＣＨ２
）及び（ＣＨ３＋ＣＨ４）がそれぞれベースバンドの信
号となる）は、いわゆるＲＩＡＡイコライザ曲線によっ
て振幅等化された後に記録され、また、差信号（ＣＨｌ
−ＣＨ２）及び（ＣＨ３−ＣＨ４）は、第６図に示され
ているような特性のプリエンファシスが与えられた後に
変調波としてＦＭ変調器に与えられる。

ＣＤ−４方式のレコードにおいて、ベースバンドの信号
の基準録音レベルは、それを１ＫＨｚにおける速度振幅
で表示した場合に２２．３ｍａｎ／ｓｅｃであり、また
、ＦＭ波信号の基準録音レベルは、それを３０ＫＨｚに
おける速度振幅で表示した場合に３５，４ｍｍ／ｓｅｃ
であり、さらに、ＦＭ波信号の基準変調指数は、１ＫＨ
ｚにおいて１．２５ラジアンである。

ＣＤ−４方式のレコードを再生する際には、ベースバン
ドの信号とＦＭ波信号とが周波数分離された後に、ベー
スバンドの信号については、それに録音時とは逆の振幅
等化を与え、また、ＦＭ波信号については、それをＦＭ
復調した後に所要の特性のディエンファシスを与える。

第７図及び第８図は、ＣＤ−４方式のレコードにおける
ベースバンドの信号ｓＢとＦＭ波信号ＳＦとのスペクト
ル図であり、第７図はトレーシング歪がない場合の信号
のスペクトル図、第８図はトレーシング歪がある場合に
発生するベースバンドの信号ｓＢの高調波成分５Ｂｈ（
第８図中においては、高調波成分を示すスペクトルの頭
部に○印を付して表示している）と、側帯域波成分５Ｂ
ｓ（第８図中においては、側帯波成分を示すスペクトル
の頭部にΔ印を付して表示している）とを図示説明した
ものである。

このように、ＣＤ＝４方式のレコードの再生時にトレー
シング歪が存在する場合には、ベースバンド信号に高調
波歪が発生するのと同時に、ＦＭ搬送波のまわりのＦＭ
信号帯域内にベースバンドの信号による新らたな側帯域
が発生する。

上記した再生時におけるトレーシング歪の存在によるベ
ースバンドの信号ｓＢの高調波歪の発生の様子は、通常
の２チャンネル立体音響レコードの場合と殆んど同様で
あるが、前記の高調波成分がＦＭ波信号帯域内に含まれ
てしまうような周波数値のものの場合には、それとＦＭ
波信号とが干渉を起こしてＦＭ復調出力中に異常雑音を
発生させる。

また、上記したＦＭ搬送波のまわりに生じる新らたな側
帯波は、ＦＭ復調された時のベースバンドの信号のＦＭ
変調信号への漏洩の原因となる。

今、ＣＤ−４方式のレコードにおけるベースバンドの信
号ＳＢをＤ（ｔ）とし、またＦＭ波信号ＳＦをＥｃｏｓ
ωｃｔとすると、多重化信号（複合信号）ｆ（ｔ）は、 ｆ（ｔ）＝Ｄ（ｔ）＋Ｅｃｏｓωｃｔ・・・・・・（４
）上記の（４）式のように示される。

上式中、Ｅは搬送波の振幅、ωＣは搬送波の周波数であ
り、また、簡単のために搬送波は無変調としている。

上記の多重化信号ｆ（ｔ）が、既述した第１図によって
そのモテル化が示されているトレーシング歪を受けたと
した場合に、ピックアップの出力として得られるＦＭ波
信号Ｃ（ｔ）は、多重化信号ｆ （ｔ）に対して（１）
式で表わされるトレーシング歪を示す関数ＴＴ（ｆ（ｔ
））を適用して次の（５）式のように表わされる。

上記の（５）式において、Ｃ＝ｒ／ｖ２、μ＝１−１／
８Ｃ２Ｅ２ωｃ４であり、また搬送波の振幅を示すＥは
、振幅変動分の記述には関係がないので省略している。

上記の（５）式からＦＭ復調出力ｅ０（１）を求めると
、上記の（６）式のようになる。

また、カッタのカッティング角θが０°でない場合に生
じるトレーシング歪などをも考慮した場合には、上記し
た（５）式及び（６）式は、それぞれ次の（７）式及び
（８）式のようになる。

この（７）式及び（８）式を求めるために用いるトレー
シング歪の発生を示す関数Ｔｐについては後述されてい
る。

上記のノようにトレーシング歪に起因するベースバンド
の信号のＦＭ波信号に対する干渉の結果、ＦＭ波信号の
復調出力中に現われる歪を伴なったベースバンドの信号
の漏洩は、第１２図中の曲線Ｉ、ＩＩに示すようなもの
となる。

第１２図において、実線図示の曲線Ｉ、■、Ｖはそれぞ
れカッタのカッティング角θが０°の場合のものであり
、また、点線図示の曲線ｎ、■、■はそれぞれカッティ
ング角θが２０°の場合のものを示しており、さらに、
曲線Ｉ、ＩＶは２次歪、曲線■、■は３次歪をそれぞれ
示している。

上記の第１２図は、ベースバンドの信号のレベルがＣＤ
−４方式のレコードにおける基準のレベルであり、再生
針としてその針先半径が７μｍのものを用い、音溝半径
が１３０ｍｍ、回転数が３３１／３ｒｐｍの条件として
求めたものである１なお、この第１２図は既述した（６
）式と（８）式による計算結果に、ＣＤ−４方式のレコ
ード固有のイコライザ曲線で重みづけをして示したもの
である。

この第１２図をみるとベースバンドの信号の干渉が甚だ
しく、また、歪の量も極めて多いことが判かる。

また、カッティング角θが２０°の場合には、殊に漏洩
信号の２次歪成分が大きくなることが明らかである。

前記した干渉はＣＤ−４方式のレコートニオケルチャン
ネルセパレーションヲ損なうのみならず、既述もしたよ
うに過変調を生じて異常音を発生させ、さらに、漏洩信
号中に多量の歪を伴なうので再生音質を著るしく悪化さ
せるのである。

このように非常に有害なトレーシング歪に基づくＦＭ波
信号妨害も、カッタのカッティング角θが００の場合に
は、従来のトレーシング歪の補正手段の適用によっても
完全に消去することができる。

しかしながら、カッタのカッティング角θが有限の時は
、３次の残留歪（詳細は後述する）が存在するために、
やはりベースバンドの信号によるＦＭ波信号妨害が存在
することになる。

ＣＤ−４方式のレコードにおける多重化信号ｆ（ｔ）が
既述した（４）式、すなわち、ｆ （ｔ）＝Ｄ（ｔ）＋
Ｅ ｃｏｓωｃｔ……（４）で示されるものとし、これ
に従来のトレーシング歪の補正手段を適用した場合に得
られるＦＭ波信号Ｃ（ｔ）とＦＭ復調出力ｅ。

（１）とを求める（ただし、記述ならびに数式を簡単化
するためにＦＭ波信号は無変調であるとしている）と、 上記の（９）、００）式のように示される（無変調で搬
送波しか存在しないという前提なのに、（９）、００）
式が得られるのは、トレーシング歪のためにＦＭ信号帯
域内へベースバンドの信号により信号成分が生じるため
である。

）上記した００）式より、漏洩信号は２次歪だけになる
ことが明らかである。

第１３図は上記の（１０）式に、カッタのカッティング
角が２０°、再生針の針先半径が７μｍ、音溝径が１３
０ｍ７＋１、回転数が３３１／３ｒｐｍなとの条件を入
れて計算した結果に、ＣＤ−４方式のレコードにおける
固有のイコライザ曲線で重みづけを行なって、ベースバ
ンドの信号の漏洩を求めて図示したものであり、この第
１３図から判かるようにベースバンドの信号の２次歪成
分は、１０ＫＨｚ付近において基準レベルＬを超える程
の大きな値となっている。

このように、従来のトレーシング歪の補正手段をＣＤ−
４方式のレコードの多重化信号に適用した場合には、従
来のトレーシング歪の補正手段によって補正し切れずに
残ったトレーシング歪により、２ＫＨｚ以上の高域にお
いて再生音中に著るしい歪の増大が生じ、これが高忠実
度再生への障害となっていた。

本発明は、レコード再生に当って発生するトレーシング
歪が、第１図によってそのモデル化が示されている従来
のトレーシング歪の発生のメカニズムに従ったものであ
るとして、従来から適用されて来たトレーシング歪の補
正手段によったのでは、レコード再生に当って現実に発
生するトレーシング歪が完全には補正されず、それによ
りＣＤ−４方式のレコードの再生に際して各種の障害を
ひき起こしたり、あるいは高忠実度再生の達成を困難に
していたことを改善するために、レコード再生に光って
現実に発生するトレーシング歪の実態を数式的に解明す
ることから出発し、レコード再生に当って現実に発生す
るトレーシング歪を生じさせないようにするための条件
を示す一般式を導き、それに基づいて再生時にトレーシ
ング歪を発生させないような円盤レコードに対する記録
信号を得るための信号処理回路を構成して、上述した従
来手段におけるように諸問題点のない優れた性能の信号
処理回路を提供したものであり、以下、その具体的な内
容を説明する。

レコードの再生時に現実に発生するトレーシング歪は、
第３図ａ−ｄ図より判かるように、カッタにカッティン
グ角θが存在するために生じるカッティング歪と、ピッ
クアップの再生針における針先形状がカッタの切削刃の
形状とは異なるために生じるトレーシング歪と、ピンク
アップにトラッキング角δが存在するために生じるトラ
ッキング歪などを総合したものである。

今、カッティング歪を示す関数（カッティング変換関数
）を、Ｔｃ、トレーシング歪を示す関数（トレーシング
変換関数）をＴＴ、トラッキング歪を示す関数（トラッ
キング変換関数）をＴＡで表わすと、レコードの再生時
に現実に発生するトレーシング歪を示す関数Ｔｐは、次
の（１１）式のように示される。

Ｔｐ＝ＴＡ（ＴＴ［Ｔｏ（ｆ（ｔ））〕）・・・・・・
・・・・・・・・（１１）上記した（１１）式中におい
て、トレーシング歪を示す関数ＴＴは既に（１）式に示
されているから、ここではカッティング歪を示す関数Ｔ
ｃ 及び、トラッキング歪を示す関数ＴＡを求めてみる
と次のようになる。

まず、第１４図において、実線図示の曲線ｆ （ｔ）は
記録信号ｆ （ｔ）の波形（原信号波形）であり、また
、点線図示の曲線ｇ（ｔ）は、カッティング角θを有す
るカッタにより前記の記録信号ｆ （ｔ）を記録した時
に生じる記録信号波形（音溝波形）ｇ（ｔ）である。

カッティング歪を示す関数をＴｃ とすると、第１４図
中の記録信号の波形ｆ （ｔ）と音溝波形ｇ（ｔ）とは
次の（１２１式の関係で示される。

ｇ（ｔ）−Ｔｃ （ｆ （ｔ） ） ………………（
１２）今、音溝の線速度をＶとすると、第１４図より明
らかなように、 ｇ（ｔ）＝ｆ（ｔ＋△ｔ）ｃｏｓθ ………・−…・０３） △ｔ＝１／Ｖｆ（ｔ＋△ｔ）ｓｉｎθ ０３）式の関係が成立する。

したがって、音溝波形ｇ（ｔ）は、 （１４）式のように示されるから、■式を解いて（１５
）式のように求められる。

そこで、（１２１式の関係、すなわち、ｇ （ｔ） ＝
ｒｃ（ｆ（ｔ））という関係より、カッティング歪をト
す関数Ｔｃは次の（１６）式のように導かれる。

次に、トラッキング歪を示す関数ＴＡは、カッティング
歪を示す関数Ｔｃ の逆関数を求めることによって得ら
れ、これは、音溝波形ｇ （ｔ）を示す（１５）式から
記録信号ｆ（ｔ）波形を求めればよいから、まず（１５
）式より を求め、次に、（１７）式の右辺からｆ（ｔ）、ｆ（ｔ
）を消去 すると、（２０）式のように逆関数が求めら
れる。

通常、トラッキング角δはカッティング角θと等しくす
るのであるが、トラッキング角δとカッティングθとは
必ずしも一致しないので、改めて、トラッキング角をδ
とし、 トラッキング歪を示す関数ＴＡは、 Ｃｖ式のように誘導できる。

上記の（１）式で示されるＴＴ、及び（１６）式で示さ
れくるＴｃならびに０１式で示されるＴＡを（１１）式
のＴ。

の式に代入すると、 レコード再生時に現実に発生するトレーシング歪を示す
関数Ｔｐは上記の（２２）式によって表わされる。

ｒ カッタにおけるカッティング角θと、ピックアップ
におけるトラッキング角δとは、通常、一致させるのが
原則とされているから、実際の使用状態における現実に
発生するトレーシング歪を示す関数Ｔｐは次の（２３）
式によって示される。

上記の（２３）式をみると（２３）式によって示される
レコードの再生時に現実に発生するトレーシング型中に
は、既述した第１図によってそのモデル化が斤されてい
る従来のトレーシング歪の発生のメカニズムに従って発
生するとしたトレーシング型中にはなかった３次の歪が
現われていることが判かるすなわち、現実に発生するト
レーシング型中に現われる３次の歪は 上記の（２４）式によって示され、この３次の歪はカッ
タにおけるカッティング角θの存在によって発生するの
である。

今仮に、カッティング角θの０°の場合（これはとりも
直さず第１図によってそのモデル化が示されている従来
のトレーシング歪の発生のメカニズムに従ってトレーシ
ング歪が発生すると考える場合に相当する）には、上記
の（２３）式中のＡが０、αが１となるから、上記の（
２３）式は次の（２３ａ）式のようになるが、 この（２３ａ）式の内容は、先に示した（１）式に示す
ＴＴ（ｆ（ｔ））の内容と全く同一である。

このように、レコード再生時に現実に発生するトレーシ
ング歪は、従来から補正の対象に考えていたトレーシン
グ歪は、従来から補正の対象に考えていたトレーシング
歪とは異なるから、既述した（３）式、すなわち、 で示されるｇ（ｔ）とｆ（ｔ）との関係は成立しなくな
り、従来のトレーシング歪の補正手段を施こして記録し
た記録信号波形をピックアップの再生針でトレースする
時の波形ｇ（ｔ）には、 上記の（２９式のように既述した（２４）式で表わされ
るような３次の歪を伴なうことになる。

上述のレコード再生時に現実に発生するトレーシング歪
を完全に補正するのには、まず、現実に発生するトレー
シング歪に対する一般式が示されなければならないが、
その一般式は既に（２３）式として弥糸求めた現実に発
生するトレーシング歪を示す関数Ｔｐ（ｆ（ｔ））の逆
関数Ｔｐ−１（ｆ（ｔ））を求めることにより得られる
のであり、Ｔ （ｆ（ｔ））よりＴｐ−１（ｆ（ｔ）
）を求めるのには、既述したＴｃからＴＡを求めた場合
に適用した手法を用いればよい。

すなわち、となり、（２６１式の右辺より（２７）、（
２８）式を用いてｆ（ｔ）、ｆ（ｔ）、ｆ（ｔ）などを
消去すると上記の（２９）式が得られる。

ここで、ｆ （ｔ）をＴｐ−１で置き換え、また、ｇ（
ｔ）をｆ（ｔ）で置き換えると、 上記の（３０）式によって現実のトレーシング歪補正の
一般式が求められる。

現実のトレーシング歪を補正するための一般式、すなわ
ち、上記の（３０）式と従来のトレーシング歪補正の一
般式、すなわち、既述した（２）式とを比較すると、（
時代においては、（２）式中のＣがαＣとなり、また、
（２）式にはなかった−（αＣ／２）・Ａ（ｆ（ｔ））
３の項が新もだに追加されている点が（２）式と異なっ
ている。

そして、上記した（３０）式で示されるようなＴｐ−１
（ｆ（ｔ））を原信号ｆ（ｔ）に適用して原信号を変形
し、それを有限なカッティング角を有するカッタで音溝
に記録し、次いで音溝の記録信号波形をピックアップの
再生針でトレースした時に得られる信号ｇ（ｔ）は、 ｇ（ｔ）＝Ｔｐ（Ｔｐ−１（ｆ（ｔ）））＝ｆ（ｔ）…
………（３１）上記の（３１）式のように原信号ｆ（ｔ
）と同一なものと１なり、原信号が恵実に再現されるこ
とになる。

上記した（３０）式に示した現実のトレーシング歪補正
の一般式においては、α、Ｃ，Ａのように実際の物理量
とは結びつかない表現を使用して式の繁雑さから逃がれ
ているが、上記のα、Ｃ，Ａなど；を実際の物理量によ
って表現すると、上記の（３０）式は次の（３０ａ）式
のように示される。

ただし、 ｒは再生針の針先半径 ■は音溝線速度 θはカッタのカッティング角 である。

本発明は入力信号としてｆ（ｔ）を与えた時に、（３０
ａ）式にその内容が示されるような出力信号Ｔｐ−１（
ｆ（ｔ））を得ることができるような構成の電気回路に
よって、再生時にトレーシング歪を発生させないような
円盤レコードに対する記録信号を得るための信号処理回
路とすることを特徴とするものであり、本発明の、再生
時にトレーシング歪を発生させないような円盤レコード
に対する記録信号を得るための信号処理回路としては、
入力信号としてｆ（ｔ）を与えた時に、その出力信号と
して上記した（３０ａ）式に示されるような内容の出力
信号Ｔｐ−１（ｆ（ｔ））が得られる電気回路でありさ
えすればその構成の如何は問わないのであるが、次に第
１５図のブロック図で示す一実施態様例のものを参照し
てその内容を説明する。

第１５図に示す信号処理回路Ｙにおいて、３は原信号ｆ
（ｔ）の入力端子、４は出力信号Ｔ、Ｔ１（ｆ（ｔ））
の出力端子、５〜９は乗算器、１０，１１は微分器、１
２は加算器（係数加算回路１２）、１３は音溝線速度Ｖ
の逆数１／Ｖと対応する係数信号発生回路、１３ａはそ
の端子であり、入力端子３に供給された入力信号ｆ（ｔ
）は、線１１を介してそのまま加算器１２へ与えられる
と共に、線１２を介して乗算器５へその被乗数として与
えられる。

乗算器５には、係数信号発生回路１３から線１３を介し
て係数信号−がその乗数として与えられているから、乗
算機５の出力にはｆ（ｔ）／Ｖの信号が現われ、これは
線１５を介して微分器１０に加えられる。

微分器１０から出力される信号はｆ（ｔ）／Ｖであり、
この信号は線１５を介して乗算器６へその乗数として、
また線１８を介して乗算器６へその被算数として、それ
ぞれ加えられると共に、線１７を介して乗算器７へその
乗数として、さらに、線１９を介して乗算器８へその乗
数として、それぞれ加えられる。

上記した乗算器６の出力として得られる信号は、線１１
ｏを介して乗算器８へその被 乗数として、また、線１１１を介して乗算器９へその被
乗数として、それぞれ加えられると共に、線１１２を介
して加算器１２に導かれ、加算器１２における加算に際
して係数−１／２ｃｏｓθが乗ぜられる。

乗算器８の出力として得られる信号１／Ｖ３・（ｆ（ｔ
））３は線１１３を介して加算器１２に導かれ、そこで
の加算に際して係数−１／２・ｒｃｏｓθ／２Ｖ２が乗
ぜられる。

また、前記した乗算器７には、係数信号発生回路１３か
ら線１４を介して係数信号１／Ｖがその被乗数として与
えられているから、乗算器７の出力側には信号１／Ｖ２
（ｆ（ｔ））が現われるが、この信号は線１１４を介し
て微分器１１に加えられる。

前記の信号が微分器１１によって微分されて生しる微分
器１１の出力信号１／Ｖ２・（ｆ（ｔ））は、線１１５
を介して乗算器９へその乗数として加えられ、前記の乗
算器９からは出力として信号 １／Ｖ４（ｆ（ｔ））２ｆ（ｔ）が得られる。

そして前記の乗算器９の出力信号は線１１６を介して加
算器１２へ導かれ、そこでの加算に際して係数１／２・
ｒ２・ｃｏｓ２θが乗ぜられる。

上記した線１１を介して加算器１２に与えられた信号ｆ
（ｔ）は、上記した（３０ａ）式における右辺第１項
に該当し、また、線１１２を介して加算器１２に与えら
れた信号１／Ｖ２（ｆ（ｔ））２に係−１／２ｒｃｏｓ
θが乗せられた後に加算器１２で加算される信号−（ｒ
ｃｏｓθ／２Ｖ２）（ｆ（ｔ））２は、上記した（３０
ａ）式の右辺第２項に該当し、さらに、線１１３を介し
て加算器１２に与えられた信号１／Ｖ３（ｆ（ｔ））３
に係数−１／２ｒｃｏｓθｓｉｎθが乗ぜられた後に加
算器１２で加算される信号 （３０ａ）式の右辺第３項に該当し、さらにまた、線１
１６を介して加算器に与えられた信号１／Ｖ４（ｆ（ｔ
））２ｆ（ｔ）に係数１／２ｒ２ｃｏｓ２θが乗ぜられ
た後に加算器１２で加算される信号 （ｒ２ｃｏｓ２θ／２Ｖ４）（ｆ（ｔ））２（ｆ（ｔ）
）は、上記した（３０ａ）式の右辺第４項に該当するか
ら、前記の加算器１２から出力端子４に送出される信号
の内容は、上記した（３０ａ）式の内容と一致したもの
となる。

上記の信号処理回路Ｙ中における係数信号発生回路１３
は、既述のように音溝線速度Ｖの１／Ｖと対応する係数
信号を発生するためのものであるが、その構成に当って
は、音溝線速度Ｖが音溝半径Φと比例関係にあることを
利用し、カッタの切削刃の位置する音溝の音溝半径Φを
検出し、それに基づいて係数信号１／Ｖを得るようにす
ることができるのであり、その一例構成のものを第１６
図に示す。

第１６図において、１４は回転軸１５によって駆動され
るターンテーブルであり、また、１６はカッターヘッド
の支持腕、１７は送りネジであって、カッターヘッドの
支持腕１６は送りネジ１フ０回転につれてカッターヘッ
ドの支持腕１６に取付けられたカッターヘッドＨをター
ンテーブル１４上の径方向に移動させる。

１８はカッターヘッドの支持腕１６に取付けた作動杆で
あり、この作動杆１８はターンテーブル１４上における
カッターヘッドＨの位置と関連して設けられた多数のマ
イクロスイッチＳＷ１．ＳＷ２………ＳＷｎの動作を順
次に制御するために用いられる。

前記した各マイクロスイッチＳＷ、〜ＳＷｎにおける各
一方の接点は個別に抵抗ｒ１．ｒ２………ｒｎを介して
電源Ｅ０に接続されており、また、各マイクロスイッチ
ＳＷ１〜ＳＷｎの他方の接点は、すべて共通に接続され
た後に係数回路にの入力端と分圧抵抗Ｒの一端とに接続
され、さらに、前記した係数回路にの出力端は端子１３
ａに接続される。

上記した構成の係数信号発生回路１３においてカッター
ヘッドの支持腕１６の移動に伴なって移動する作動杆１
８は、マイクロスイッチＳＷ１〜ＳＷｎの内の倒れか一
つだけがオンの状態となるように、マイクロスイッチの
動作状態を順次切換えて行くから、回路中の点Ｐに現わ
れる電圧は、ＲＥｏ／Ｒ＋ｒのような電圧値のものとな
る。

そこで、抵抗ｒ（ｒｌ、ｒ２…………ｒｎ）の抵抗値を
前記の回路中の点Ｐに現われる電圧が音溝半径Φに関し
て１／φと相似な電圧となるように選定しておき、次い
で前記の点Ｐに現われる電圧に係数回路Ｋにおいて適当
な係数を乗じることにより、端子１３ａへ音溝線速度Ｖ
に関して１／Ｖに相当する係数信号を出力させるのであ
る。

なお、係数信号発生回路１３としては、上記の第１６図
示のような構成態様以外のものを採用してもよいことは
勿論である。

第１７図は本発明の信号処理回路を適用したレコード記
録系の構成例を示すブロック図であり、この第１７図に
おいて、Ｓは信号源、ＸはＲＩＡＡ特性を有するイコラ
イザ、Ｙは第１５図に例示したような構成を有する信号
処理回路、Ｚはカッタ駆動増幅器、１４はターンテーブ
ル、Ｈはカッターヘッドであり、信号源Ｓからの信号は
ＲＩＡＡ特性を有するイコライザＸによって振幅等化を
受けた後に本発明による信号処理回路Ｙに導かれ、次い
でカッタ駆動増幅器２で増幅されてカッターヘッドＨに
供給される。

以上のとおりであって、本発明の信号処理回路によれば
、カッタのカッティング角θの存在に基づいて生じる記
録信号波形（音溝波形）の変形が原因となって、従来の
トレーシング歪の補正手段を適用した場合に再生時に発
生していたトレーシング歪も完全に補正されうるような
記録信号を得ることができるので、通常の２チャンネル
立体音響レコードにおける再生時に発生するトレーシン
グ歪を完全に除去することができると共に、従来のトレ
ーシング歪の補正手段を適用したＣＤ−４方式のレコー
ドにおいて、その補正の不完全さに伴なって再生時に発
生していたトレーシング歪に基づいて生じるベースバン
ドの信号のＦＭ波信号への干渉による歪も除去されるた
めに、チャンネルセパレーションの向上、ならびに再生
音質の大巾な改善が達成されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図はレコード再生時に発生するトレーシング歪の発
生のメカニズムを説明するための波形図、第２図はカッ
タのカッティング角、及びピックアップのトラッキング
角を説明するための説明図、第３図ａ図は原信号波形を
示す波形図、第３図す図はカッティング角を有するカッ
タによって切削された音溝波形の波形図、第３図Ｃ図は
トラッキング角を有するピックアップの再生針によって
第３図す図示の音溝波形をトレースした時のトレース波
形の波形図、第３図ｄ図はピックアップの再生信号の波
形図、第４図は現実のトレーシング歪の発生のメカニズ
ムを説明するための波形図、第５図はＣＤ−４方式のレ
コードにおける多重化信号の周波数配置図、第６図はプ
リエンファシス特性を示す曲線図、第７図はベースバン
ドの信号とＦＭ波信号との周波数スペクトル図、第８図
はベースバンドの信号の高調波歪及びベースバンドの信
号のＦＭ波信号への干渉を説明するための周波数スペク
トル図、第９図乃至第１１図はトレーシング歪の存在に
よって発生する信号歪を示す曲線図、第１２図はＦＭ波
信号の復調出力中に含まれる歪を伴なったベースバンド
の信号の漏洩を示す曲線図、第１３図はＦＭ波信号の復
調出力中に現われたベースバンドの信号成分の漏洩を示
す曲線図、第１４図は原信号波形とカッティング角を有
するカッタによって切削された音溝波形とを示す波形図
、第１５図は本発明の信号処理回路の一実施態様のもの
のブロック図、第１６図は係数信号発生回路の一実施態
様のもののブロック回路図、第１７図は本発明の信号処
理回路を適用したレコード記録系の構成例を示すブロッ
ク図である。 １……カツタ、２……ビツクアンプ、３……入力端子、
４……出力端子、５〜９……乗算器、１Ｇ、１１……微
分器、１２……加算器、１３……係数信号発生回路、１
３ａ……端子、１４……ターンテーブル、１５……回転
軸、１６……カツタヘツドの支持腕、１７……送りネジ
、１８……作動杆、Ｋ……係数回路、Ｓ……信号源、Ｘ
……イコライザ、Ｙ……信号処理回路、Ｚ……カッタ駆
動増幅器、Ｈ……カッタヘッド、Ｒ，ｒ、〜ｒｎ……抵
抗、ＳＷ１〜ＳＷｎ……マイクロスイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円盤レコードに記録すべき信号の原信号がｆ（ｔ）
   の時に、円盤レコードから再生される再生信号がｆ（ｔ
   ）となるように、実際に円盤レコードに記録する記録信
   号波形を予め原信号波形とは異なるように変形して、再
   生時にトレーシング歪を発生させないようにした円盤レ
   コードに対する記録信号を得るための信号処理回路にお
   いて、入力信号をｆ（ｔ）とした時に、前記の入力信号
   ｆ（ｔ）と出力信号Ｔｐ−１（ｆ（ｔ））とが、 ただし、 ｒは再生針の針先半径、 Ｖは音溝線速度、 θはカッタのカッティング角、 上式で示されるような関係を有するような電気回路で構
   成することを特徴とする再生時にトレーシング歪を発生
   させないような円盤レコードに対する記録信号を得るた
   めの信号処理回路。