JPS6240761B2

JPS6240761B2 -

Info

Publication number: JPS6240761B2
Application number: JP6389877A
Authority: JP
Inventors: Eichi Kuupaa Juan
Original assignee: NAT RES DEV
Current assignee: NAT RES DEV
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1977-05-31
Publication date: 1987-08-31
Also published as: JPS5340502A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は従来のレコード板に比して一層方向感
及び臨場感に富んだ多次元音響信号が録音された
レコード板に関する。

従来の４チヤンネルステレオ装置はデイクリー
トなもの（４−４−４）、マトリクスによるもの
（４−２−４）及び擬似４チヤンネル（２−２−
４）のものに分類される。また、最近出願人の一
人であるジユアン・エイチ・クーパは、これらの
何れの方式よりも利点のある「ユニバーサル・マ
トリクス方式」（以下単にUM方式という）を提
案している。これは、モノラル及び通常の２チヤ
ンネルステレオとの間の互換性が秀れ、また音源
を忠実に示せ、更には音像定位が良く、スピーカ
配置が自由であるなどの利点を有している。

以下、このUM方式を４チヤンネルステレオに
適用したときの概要について説明しよう。第１図
はそのレコード・カツテイング系のブロツク図で
ある。音源１よりは４つの信号SLF、Ｓ_RF、Ｓ_LB
及びＳ_RBが得られる。この４つの信号は例えば第
５図に示すレコード再生系において聴取者２０を
包囲する聴取空間に直交配置（２＋２配置）され
たスピーカLF、RF、LB、RBと対応した配置の
マイクロホンから得られる。このスピーカLF、
RF、LB、RBに相当するマイクロホンから得ら
れる電気信号をSLB、Ｓ_RF、Ｓ_LB、Ｓ_RBとする。
この４つの信号はエンコーダ２に与えられ、エン
コーダ２より(1)式の関係を有するTL、TR、
TT、TQ信号が得られる。このTL及びTR信号を
主チヤンネル信号と呼び、TT及びTQ信号を副
チヤンネル信号と呼ぶ。

夫々の伝送信号TL、TR、TT、TQをベクトル
表現すれば第２図に示すものとなる。

このエンコーダ２よりの主チヤンネル信号TL
及びTRは録音イコライザ４を経て混合回路５に
供給される。録音イコライザ４の特性はRIAA録
音特性として規格化されており、第３図に示すカ
ーブ３である。一方幅チヤンネル信号TT及び
TQは角度変調器６により搬送波信号_cを角度変
調する。この副チヤンネル信号TT及びTQで周
波数_cの搬送波を角度変調したものは被変調副
チヤンネル信号TT′及びTQ′と呼ばれる。この被
変調副チヤンネル信号TT′及びTQ′は混合回路５
で副チヤンネル信号と加算されて、（TL＋TT′）
及び（TR＋TQ′）の２つの伝送信号が形成され
る。この２つの伝送信号は録音増巾器７を経て従
来のステレオレコードの作成に使用されるものと
同様の45−45カツタ８に供給され、45−45カツタ
８により音溝の一方に信号（TL＋TT′）が刻ま
れ、その他方に信号（TR＋TQ′）が刻まれる。
この態様は第４図に示される。つまり、音溝の一
方の溝壁９Ｌには主チヤンネル信号TL及び被変
調副チヤンネル信号TT′が録音され、他方の溝壁
９Ｒには主チヤンネル信号TR及び被変調副チヤ
ンネル信号TQ′が録音される。

このようにして録音されたレコードの再生系は
第５図のブロツク図で示される。ピツクアツプ２
１よりの再生信号は前置増巾器２２に与えられ
る。前置増巾器２２から取り出された主チヤンネ
ル信号TL及びTRは録音イコライザ４と逆の特性
の再生イコライザ２３を経てデコーダ２４に供給
される。また前置増巾器２２により帯域通過フイ
ルタ２５を介して取り出された被変調副チヤンネ
ル信号TT′及びTQ′は角度復調器２６により復調
される。角度復調器２６よりの副チヤンネル信号
TT及びTQは主チヤンネル信号TL及びTRと共に
デコーダ２４に供給され、デコーダ２４から音源
１よりのオーデイオ信号SLF、Ｓ_RF、Ｓ_LB及びＳ
_RBと同様の信号が得られる。そしてこの信号
SLF、SRF、SLB及びSRBは増巾２７を介して
（２＋２）の配置のスピーカLF、RF、LB、RBの
対応するものに供給される。

本発明は、副チヤンネル信号の周波数が高くな
る領域で生じるトレーシング歪によるアツプトー
クを減少させるとともに、ビート歪による影響を
軽減したレコード板を提供することを目的とす
る。

まず、最初に上述の多次元音響信号録音再生装
置において生じる問題点について述べよう。

第１に周波数偏移の量限界に関する問題があ
る。搬送波が低周波で変調されるときの過変調は
ピーク周波数偏移が被変調副チヤンネルについて
定められた周波数制限を越えるときに生じる。し
かし、搬送波が高域信号で変調されるときは、被
変調副チヤンネル信号はピーク周波数偏移より広
がつた周波数成分を持つようになる。例えば搬送
波のエネルギーの５％が両側に10KHzの帯域外と
なるような最大周波数偏移は第６図において線３
０ａで示す階段状の形状となる。この傾向は線３
０ｂのように示すことができる。一方、被変調副
チヤンネル信号が再生系の被変調副チヤンネル信
号分離用の帯域通過フイルタ２４を通ると、復調
歪が生じる。一例として５％の高調波歪が生じる
限界を求めると第６図において３１ａで示すよう
な階段波状の曲線となる。対称のフイルタの場
合、高調波歪は奇数次のものとなり、単側波帯フ
イルタの場合、高調波歪は偶数次のものとなり、
直線３１ｂが大体の傾向を示す。副チヤンネル信
号の変調曲線は線３０ａ及び３０ｂを越えること
はできない。

第２の問題として被変調副チヤンネル信号間に
クロストークが存在すると、復調された副チヤン
ネル信号にビート歪が生じる。一般にクロストー
クはレコードに信号を録音するとき及び再生する
ときに起る。録音の際に発生するクロストークは
カツタヘツド、カツタ針等から起り、クロストー
クを無くすには高価なカツタヘツド及びカツタ針
が要求される。また再生の際に発生するクロスト
ークはピツクアツプがレコードの音溝より信号を
取り出すときに生じ、ピツクアツプのクロストー
クを皆無とすることは製造上困難である。この搬
送波周波数帯のクロストークによるビート歪の発
生過程は、相対位相偏移が大きいと非線形で複雑
な高調波歪と混変調歪とを生じる。つまり、溝壁
のクロストークが同相成分の場合、歪は奇数次成
分となり、Ｘをピーク位相変移差とすると、Ｊ_2o
_{−１（ｘ）／ｘ}（ｎは正の整数）に比例し、クロストー
クが直交成分の場合、歪は偶数次成分となり、Ｊ
_2o(x)/x（ｎは正の整数）に比例する。ここでＪ_o
_（ｘ）は第１種のｎ次のベツセル函数である。ま
た、歪はクロストークの大きさに比例し、Ｊ_3(x)
_／ｘ成分は（ｘ＝3.6）のときに最大となり、Ｊ₂₍
_ｘ）／ｘ成分は（ｘ＝2.3）のとき最大となり、（ｘ
＝3.8）でＪ_2(x)/x成分とＪ_3(x)/x成分とが等し
くなる。このときの高調波歪はクロストークが−
20dBのときで約２％となる。変調指数が3.8ラジ
アンのときが、低次と高次の歪発生の限界となつ
ており、これが限界レベルの変調指数差となり、
この半分の値が第６図において線３２で示され
る。この線３２を副チヤンネル信号の変調曲線が
越えるとビート歪が多くなる。

第３の問題としては再生時に生じる主チヤンネ
ル信号から副チヤンネル信号へのクロストークが
ある。このクロストークはアツプトークと呼ばれ
る。これに対して副チヤンネル信号から主チヤン
ネル信号へのクロストークはダウントークと呼ば
れる。このダウントークはトレーシング歪のとき
に問題となるが、被変調副チヤンネル信号が定速
度記録される場合には問題とならない。一方アツ
プトークはトラツキング角エラー及びトレーシン
グ歪の両者によつて生じる。

トラツキング角エラーによるアツプトークは被
変調副チヤンネル信号の変位が主チヤンネル信号
の変位に比べて小さいと、被変調副チヤンネル信
号が（２π／λｃ am tanφ）の位相変調をう
ける。ここでamは主チヤンネル信号の変位を示
し、λｃは搬送波信号の波長を示し、φはトラツ
キングエラー角を示す。例えば垂直のトラツキン
グエラー角によるアツプトークは主に主チヤンネ
ル信号の垂直成分（差信号成分）によつて生じ
る。今、主チヤンネル信号が第３図に示すRIAA
録音特性で録音されていると、５゜の垂直トラツ
キングエラー角の場合のアツプトークが生じる限
界は線３３によつて示される。

更に、主チヤンネル信号の影響とは無関係であ
るが、回転ムラ即ちフラツタによつて復調信号に
ランブルのような歪が生じる。その歪はアツプト
ークと同様な成分となる。例えば0.1％のフラツ
タによる副チヤンネルへの影響は線３４によつて
示される。従つて副チヤンネル信号の変調曲線は
この線３３及び３４の上側にならなければならな
い。

またトレーシング歪によるアツプトークは２つ
の溝壁において夫々主チヤンネル信号から副チヤ
ンネル信号に生じる。これらのアツプトークの総
和は線３５によつて示される。この特性３５は録
音速度が11.5mm／ｓのときで、針径が５μの場合
である。仮に針先径の誤差が10％以内であれば、
後述のようにトレーシング歪によるアツプトーク
は、レコードカツテイング系の再度変調器に逆相
に位相変調することにより20dB下げることが可
能である。

以上述べたように、副チヤンネル信号に影響を
与えるのは、低域においては回転むらによつて生
じる復調信号のランブルのような歪３４とトラツ
キング角エラーによるアツプトーク３３と副チヤ
ンネル信号間のクロストークによるビート歪３２
とである。また、中域及び高域になるとトレーシ
ング歪によるアツプトーク３５と、周波数帯域制
限によるクリツピング歪３１ｂとが副チヤンネル
信号に影響を与える。ここで主チヤンネル信号に
より生じるアツプトーク３３及び３５と副チヤン
ネル信号間のクロストークによつて生じるビート
歪３２と周波数帯域制限とによるクリツピング歪
３１ｂとを総称してクロスオーバモジユレーシヨ
ン歪と呼ぶことにする。

本発明は上述せる点を考慮して特に副チヤンネ
ル信号の周波数が高くなる領域で生じるトレーシ
ング歪によるアツプトーク３５を軽減したレコー
ド板である。

トレーシング歪によるアツプトークはピツクア
ツプがレコードを再生するときに、ピツクアツプ
の針先径が有限の大きさであるために生じる。そ
してレコードの音溝の線速度Ｓ（cm／sec）と主
チヤンネル信号の音溝のピーク速度振巾Ｖ（cm／
sec）と、再生針の針先球面半径ｒ（cm）とに関
係し、副チヤンネル信号が位相変調をうけ、その
量は位相変調指数ｍで表わすと次式のものとな
る。

ｍ＝ｒｖω／ｓ^２但し、上式でωは搬送角周波数（＝２π_c）
を示し、音溝の線速度Ｓは、音みぞの直径をＤ
（cm）とし、毎分回転数をＮとすれば、Ｓ＝πＤＮ／６
０（cm／sec）となる。

また主チヤンネル信号が第３図に示す録音
RIAA特性によつて等化され、レコード径が一定
の場合は、主チヤンネル信号の周波数に応じて位
相変調指数ｍが増加していく。

本発明はこのような考察に基いてレコードカツ
テイング系において副チヤンネル信号を位相変調
する際に、トレーシング歪によるアツプトークの
影響分を前以つて引算しておき、再生時のトレー
シング歪で起るアツプトークを除去したレコード
板である。

第８図は本発明のレコード板を作成するレコー
ドカツテイング系の一実施例を示す。

この実施例では副チヤンネル信号としてマトリ
クス回路１０により形成された２つの副チヤンネ
ル信号（TT＋kTQ）及び（TT−kTQ）を使用
している。そしてこの副チヤンネル信号（TT＋
kTQ）及び（TT−kTQ）を夫々エンフアシス回
路１１ａ及び１１ｂに与えている。このエンフア
シス回路１１ａ及び１１ｂの特性は副チヤンネル
信号の変調曲線が第６において線３６で示すもの
となるように定られている。これは前述せるクロ
スモジユレーシヨン歪を除去するためにである。

つまり、副チヤンネル信号が低周波数領域では
線３２，３３及び３４の上側となるようにされ
る。また中域から高域になると線３１ｂと３５と
の中間値的な所に変調曲線３６が合わされる。そ
して全体としては、このような変調曲線３６を実
現するためのエンフアシス回路１１ａ及び１１ｂ
の特性は第３図に示す主チヤンネル信号の録音
RIAA特性に類似なものとされており、これによ
つて再生時のセパレーシヨンが良好なものとされ
る。

また副チヤンネル信号として（TT＋kTQ）及
び（TT−kTQ）を使用するのは、前述のビート
歪に影響を軽減するためである。つまり、UM方
式の場合における副チヤンネル信号TT及びTQ
は第２図に示すものとなるから、この２つの副チ
ヤンネル信号の相対位相偏移に相当する（TT−
TQ）の差ベクトルは第７図に示すものとなり、
この場合は、音源の位置によつてビート歪の出方
が変わる。そこで、副チヤンネル信号として
（TT＋kTQ）及び（TT−kTQ）の２つの信号を
選ぶと、それらの相対位相偏移は2kTQとなる。
従つて相対位相偏移は音源の位置によつて一様な
分布となり、且つその大きさも（TT−TQ）の
場合に比べて小さくなる。

以上の点を考慮して同相成分を多くし且つ逆相
成分が少なくなるように２つの副チヤンネル信号
が選ばれ、その変調曲線が３６で示すものとされ
ている。

尚、第６図において、３７はこの副チヤンネル
信号（TT＋kTQ）及び（TT−kTQ）間の同相
成分TTについて（ｋ＝１／３）の変調曲線を示し、３８はそれらの逆相成分kTQについて（ｋ＝１／３）の変調曲線を示す。

さて、この副チヤンネル信号（TT＋kTQ）及
び（TT−kTQ）は加算回路１２ａ及び１２ｂに
供給される。この加算回路１２ａ及び１２ｂには
補償用主チヤンネル信号が供給される。補償用主
チヤンネル信号は次のようにして形成される。主
チヤンネル信号TL及びTRの録音イコライザ４を
経たものは夫々レベル制御回路１３ａ及び１３ｂ
に供給される。レベル制御回路１３ａ及び１３ｂ
には45−45カツタ８のカツタレースの動作と関連
した制御電圧が供給される。

このレベル制御回路１３ａ及び１３ｂの出力
は、前述の式（ｍ＝ｒｖω／Ｓ^２）で表わされるトレー
シング歪の成分と等しいものとなされる。このレベ
ル制御回路１３ａ及び１３ｂの出力は夫々反転回
路１４ａ及び１４ｂに供給される。反転回路１４
ａの出力即ち補償用の主チヤンネル信号は加算回
路１２ａにてレコードの同一の溝壁に記録される
副チヤンネル信号（TT＋kTQ）と加算される。
一方反転回路１４ｂの出力即ち補償用の主チヤン
ネル信号は加算回路１２ｂにて同一の溝壁に記録
される副チヤンネル信号（TT−kTQ）と加算さ
れる。

このように予想されるトレーシング歪を逆補正
した補正後の副チヤンネル信号（TT＋kTQ）′
及び（TT−kTQ）′を位相変調器６に供給す
る。位相変調器６よりの被変調副チヤンネル信号
（TT＋kTQ）″及び（TT−kTQ）″は混合回路５
にて主チヤンネル信号と加算され、混合回路５か
ら得られる２つの信号〔TL＋（TT＋kTQ）″〕
及び（TR＋（TT−kTQ）″〕が、増巾器７を経
て45−45カツタ８に供給され、音溝の左右の溝壁
に夫々記録される。

上述の一実施例によつて録音された本発明のレ
コードを再生するレコード再生系は第９図のブロ
ツク図に示されるピツクアツプ２１より取り出さ
れた再生信号より帯域通過フイルタ２５によつて
分離された被変調副チヤンネル信号は、FM復調
器２６に与えられる。FM復調器２６よりの復調
出力は、レコードカツテイング系のエンフアシス
回路１１ａ，１１ｂとは逆の特性のエンフアシス
回路２７ａ，２７ｂを介してマトリクス回路２８
に供給される。マトリクス回路２８からは副チヤ
ンネル信号TT及びTQが得られ、主チヤンネル
信号TL、TRと共にデコーダ２４に供給されるデ
コーダ２４よりは特定の配置の音源に対応したオ
ーデイオ信号SLF、Ｓ_RF、Ｓ_LB、Ｓ_RBが得られ、
夫々増巾されてスピーカLF、RF、LB、RBに供
給される。

本発明のレコード板は、レコードカツテイング
の際に、副チヤンネル信号を予想されるトレーシ
ング歪の分だけ逆補正しているので、再生時にア
ツプトークが生じることを防止することができ
る。

尚、補償用の主チヤンネル信号を形成するとき
に、レベル制御回路１３ａ及び１３ｂに供給され
る主チヤンネル信号は、最終的に音溝の溝壁に録
音されるものと同一であることが必要である。従
つてこの同一性を保証するために、レベル制御回
路１３ａ及び１３ｂにイコライザ等の手段を介し
て主チヤンネル信号を供給しても良い。また、以
上の説明ではUM方式に本発明を適用した場合で
あるが、本発明はCD−４などの他の方式に適用
して同様の利益が得られることは容易に理解され
よう。

【図面の簡単な説明】

第１図は多次元音響信号のレコードカツテイン
グ系の一例のブロツク図、第２図はレコードカツ
テイング系においてエンコードされた副チヤンネ
ル信号のベクトル図、第３図は主チヤンネル信号
の録音RIAA特性を示すグラフ、第４図は多次元
音響信号のレコードカツテイング系の説明に供す
る略線図、第５図は多次元音響信号のレコード再
生系の一例のブロツク図、第６図は副チヤンネル
信号に対する妨害及び副チヤンネル信号の変調曲
線を示すグラフ、第７図はエンコードされた副チ
ヤンネル信号TT、TQの差のベクトル図、第８
図は本発明のレコード板を作成するレコードカツ
テイング系のブロツク図、第９図は、レコード再
生系の一例のブロツク図である。１は音源、２はエンコーダ、３は録音RIAA特
性、６は角度変調器、８は45−45カツタ、１０は
マトリクス回路、１１ａ，１１ｂはエンフアシス
回路、１３ａ，１３ｂはレベル制御回路、２１は
ピツクアツプ、２４はデコーダ、２６は角度復調
器、３６は副チヤンネル信号の変調曲線である。

Claims

【特許請求の範囲】１４方向からの信号Ｓ_LF、Ｓ_RF、Ｓ_RB及びＳ_LB
を TL＝0.924S_LF∠＋22.5゜＋0.383S_RF∠＋67.5゜
＋0.383S_RB∠−67.5゜＋0.924S_LB∠−22.5゜ TR＝0.383S_LF∠−67.5゜＋0.924S_RF∠−22.5゜
＋0.924S_RB∠＋22.5゜＋0.383S_LB∠＋67.5 TT＝1.414S_LF∠＋135゜＋1.414S_RF∠＋45゜＋
1.414S_RB∠−45゜＋1.414S_LB∠−135゜ TQ＝1.414S_LF∠＋90゜＋1.414S_RF∠−90゜＋
1.414S_RB∠＋90゜＋1.414S_LB∠−90゜に従つてマトリツクスし、TLおよびTRを主チヤ
ンネル信号とし、TT＋kTQ及びTT−kTQ（ｋ
＜１）を角度変調副チヤンネルとして、１つの主
チヤンネルと１つの副チヤンネルがレコード板の
各溝壁に録音される２溝壁レコード板であつて、
副チヤンネル信号の各々が、同一の溝壁に録音さ
れる主チヤンネルからの予期されるトレーシング
歪エラーによるアツプトークを変調指数ｍ＝rv
ω／S²（ここで、ｒは再生針の針先球面半径、ｖ
は音溝における主チヤンネル信号のピーク速度、
ωは搬送角周波数、ｓは音溝の線角度である）に
基いて補償された後に録音されるレコード板。２前記ｋが１／３である特許請求の範囲第１項記載のレコード板。