コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査
Systemized Survey on the Development and Practical Application of Compact Disc (CD) Technology

井橋 孝夫 Takao Ihashi■ 要旨
技術史を俯瞰してみると、1970 年代後半は、エジソンが「蝋管で再生音システム」を世に出してから 100年目に当たり、新しい技術の勃興を待っていた時期であった。一方、デジタル通信技術を音声放送に利用する
研究開発は、NHK 技術研究所でスタートしていた。長い基礎研究の末、最初の試作デジタル録音機が一般公開されたのは 1969 年であり、「デジタルオーディオの夜明け」でもあったのである。この基礎研究の責任者は、当時の NHK 放送科学基礎研究所長であった中島平太郎である。後に、中島はソニー（株）に招聘され、デジタ
ルオーディオや CD の開発を進めるオーディオ事業の責任者になり、「CD の父」及び「CD-R の父」と呼ばれる功績を残し、紫綬褒章にその名を刻んだのである。振り返って、当時は、デジタルオーディオの機運が広がっていたが、具体的に商品イメージを描いているメーカは皆無であった。そのようななか、オランダのフィリップス社がコンパクトディスクの原型となる試作機を持って来日したのは 1979 年 3 月の事であった。ソニーは大きな衝撃をうけ、商品化を即座に決定して、フィリップスとの直接交渉等の俊敏な行動に移していき、翌年の6 月までにコンパクトディスクの技術内容や商品コンセプトが煮詰められていった。この、ソニー/ フィリップスが提案したコンパクトディスクシステムは、1981 年 4 月にサルツブルグで音楽、レコード関係者に盛大に披露され、6 月にはニューヨークで、10 月には東京で発表された。商品化は、翌 1982 年秋からであったが、本格的な普及期を迎えたのは 1985 年以降である。一方、その 10 年も前から、デジタルオーディオの基礎技
術開発は進み、マスター音源の確保・蓄積に大きな役割を果たしたのである。
本調査報告では、デジタルオーディオの黎明期の状況を中島平太郎の「次世代オーディオに挑む」や備忘録を参考にし、コンパクトディスクの誕生する経緯を、当時、ソニーの交渉団の一員であった水島昌洋の備忘録を参考にした。その技術の核になった光学技術やデジタル信号処理技術については、関係者の発表している論文、文献等を参考に記述した。その後に、拡張を続けた CD ファミリーの状況や、コンピュータとの親和性が良い
CD-ROM が誕生して、民生用ゲームを含む広い応用の中で、「マルチメディアやインタラクティブ」の概念を確立して、実用化されていく状況についても記述した。一方、CD-ROM が登場すると、それを制作するために互換性のある CD-R の必要性が高まり、コピー商品に対する懸念はあったものの、急拡大して人類史上最大のCD-R メディアが生産される実態についても記述した。最後に、CD によって引き起こされたと思われる文化的革命についても章を割いたが、この系統化調査は、学術論文ではなく、失われていく貴重な産業技術を記録に留めたものである。
ネットワーク全盛の現代社会においても、CD-DA はオーディオ配布メディアとして、未だに主役の座を演じている稀有なケースで、技術史から考えると、21 世紀初頭には新しいメディアやシステムに取って代わられる運命であった。しかし、発売以来 35 年も経っているのに、CD に代わるメディアが出現してこない現実がある。CD の最大の理解者でありサポーターでもあった（故）カラヤンの鋭い視線の奥にどのような未来が映っていたのであろうか？

一方で、CD システムは、20 世紀最後の 20 年を駆け抜けた「風雲児」であった。幸運にも技術が市場と時代にマッチして、関連する巨大な産業群を作り史上最大のパッケージメディア・システムに育ったのである。その上で、そこで熟成された技術が、現代のネットワーク社会へ引き継がれた事は事実である。
CD システムは、概ねその使命を終えたが、難解な技術を産業レベルに構築した燦然と輝く技術史であったことを確認して要旨とする。

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■ Abstract
Viewing the history of technology as a whole, the latter half of the 1970s had been one hundred years
since Edison introduced a sound-reproducing system using a wax cylinder, and the world was awaiting therise of a new technology. Meanwhile, NHK Science & Technology Research Laboratories had begun theirresearch and development into using digital communication technology for audio broadcasting. After a long
period of fundamental research, their first prototype of a digital recording device was presented to the public
in 1969, heralding the dawn of digital audio. Heitaro Nakajima, then Director of NHK Broadcasting Science
Research Laboratories, was the man responsible for this fundamental research. Nakajima later accepted anoffer at Sony Corporation and became responsible for its audio business, developing digital audio and CD,
achieving what led to him being called“the father of CD”and“the father of CD-R”and culminating in his
name being engraved in a Medal of Honor with Purple Ribbon from the government of Japan. In retrospect,
although the time was ripe for digital audio, no manufacturer had developed concrete product ideas. However,in March 1979, Philips, a company in The Netherlands, visited Japan with a prototype of what later became
the compact disc. This made a great impact on Sony. It promptly agreed to negotiate directly with Philips
and to commercialize the product, then followed this with agile action. The technical details and the productconcept for the compact disc were determined by June of the following year. This compact disc system
proposed by Sony and Philips was unveiled with ceremony to persons involved with music and recording
at Salzburg in April 1981, followed by announcements in New York in June and in Tokyo in October.
Commercialization began the following year, in the autumn of 1982, but its widespread adoption was in1985 and beyond. On the other hand, the fundamental technology for digital audio had been in development
for more than ten years, playing a large role in securing and storing master recordings.
The conditions at the dawn of digital audio in this survey report is based on The Challenge for Next-

Generation Audio and memoranda by Heitaro Nakajima, and the sequence of events leading up to thebirth of the compact disc is based on memoranda by Masahiro Mizushima, who was a member of Sony’s
negotiation team at the time. Descriptions of optics and digital signal processing technologies forming thecore of this technology are based on papers and documentation published by persons in the field. Also
described are the CD“family”which followed and continued to grow, how the computer-friendly CD-ROM
was born, and how the concepts of“multimedia”and“interactive”were established and came to be put
to practical use across a broad scope of applications, including consumer games. Described, too, is how,once the CD-ROM (“read-only”) appeared on the scene, a compatible CD-R (“recordable”) became anecessity in order for consumers to create their own CDs, and, despite concerns about copyright violations,
CD-R media production rapidly expanded, with the CD-R becoming the most mass-produced product inhuman history. Finally, a chapter is spent discussing the cultural revolution thought to have been triggeredby the CD, however, this systemized survey is not an academic paper but a record of a valuable industrial
technology on the decline.
Today, in which network reigns, CD-DA remains a rare case as it still plays the major role as an audio
distribution medium. According to the history of technology, it had been destined to be replaced by new
media or systems by the start of the 21st Century. However, the fact remains that, though 35 years havepassed since its release, no medium has emerged to supplant the CD. What had the late Karajan, the one
who had valued and supported the CD the most, seen in its future through his keen foresight? On the other
hand, CD systems were heroes made by the times which sped fleetingly through the last 20 years of the 20th
Century. They grew into the greatest packaged media system of all time as the technology was fortunate tomatch the market and the times, creating a large group of related industries. It is a fact that the technology
which matured on this foundation was passed on to the current world of networks. CD systems have, forthe large part, finished serving their purpose, but the brilliant history of its technology—formulating abstracttechnology to the level of industry—is affirmed to conclude this abstract.

■ Contents■ Profile

井橋 孝夫

Takao Ihashi

国立科学博物館産業技術史資料情報センター主任調査員
1967 年
埼玉大学工学部卒業
同年
ソニー（株）入社 中央研究所配属
1974〜1988 年 ディスク開発部門 研究統括
1988〜1994 年 オーディオビデオ事業部門
1994〜1997 年 マルチメディア推進部門 統括部長
1997〜2002 年 フォーマットセンター センター長
2002〜2006 年 （株）スタートラボ 代表取締役社長
2006 年
ビフレステック（株）代表取締役社長
1989〜1998 年 オレンジフォーラム代表幹事
1999 年
CDs21 ソリューションズ代表幹事
1996〜2001 年 DVD FLLC（株） 取締役

1．はじめに… …………………………………………    42．デジタルオーディオの黎明… ……………………    73．CD の技術系統… …………………………………   194．ディスク製造方式の確立… ………………………   405．CD ファミリーの系統図… ………………………   476．CD 関連ビジネスの出現と規模… ………………   537．記録型 CD の登場…………………………………   758．光メディア寿命推定の ISO 規格の構築…………   919．CD がもたらした文化革命… ……………………   9510．おわりに… ………………………………………    100

1｜はじめにコンパクトディスクは、ソニー（株）とフィリップ

年を境に急減少している状況だった。ソニーは CBS ソス（株）（オランダ）のデファクトスタンダードであニー（株）、フィリップスはポリグラム（株）と世界をる。1981 年に発表されたコンパクト・ディスク・デジ

代表する音楽コンテンツ会社を傘下に持っている 2 社のタルオーディオ（CD-DA）から始まったこの魅力的な

危機感は大きく、早急にパラダイムシフトをせざるを得

システムは、“素晴らしい音楽を、いつでも、だれにでない状況でもあったことが、コンパクトディスクデジタ

も”をコンセプトに瞬く間に音楽産業を塗り替えて行っルオーデオの普及を技術投資のみならず、生産設備等のた。丁度、エジソンが有名な蝋管から“メリーさんのあらゆる分野で加速させた一因と考えている。第 2 章で羊”を再生してから 100 年目の 1977 年秋には、デジタ

はデジタルオーディオの黎明と題して CD-DA 提案まで

ルオーディオで新しい音楽の世界を創造すべきとの機運の道程を記述し、デジタルオーディオの技術の系統化をが高まってきて、ソニー（株）のみならず、三菱電機

記述し、どのような経路で CD-DA の基本技術が提案さ（株）/ テアック（株）連合 , 日立製作所（株）/ 日本コれ、決定されてきたかを明らかにする。図 1-1 に日本にロンビア（株）連合等で、技術的な提案や試作機の公開

おけるアナログレコード生産枚数を日本レコード協会資を開始していた。これを機会に“DAD（デジタルオー料から示したが、生産数量は 1980 年と比較して急激な減ディオディスク）懇談会”が設立されデジタルオーディ

少が確認できる。図 1-2 に 1981 年 4 月、ザルツブルグでオディスクの標準化が議論されるようになったのであ

正式な音楽関係者へのコンパクトディスクお披露目会に、る。1979 年 3 月、フィリップスはコンパクトカッセッ

デジタルオーディオに造詣が深く、最大の協力者であっトの発展型として、当時、光ビデオディスク（VLP）のたウィーンフィルのカラヤンが、ソニー/ フィリップス

基本技術を応用したコンパクトディスクの原型を日本の両社の試作プレーヤを前に、当時ソニー会長の盛田昭夫

メーカーに公開した。ソニーを除いた全てのメーカーは

氏と CD-DA 再生を楽しんでいる貴重な写真を添付した。

“Wait and See”の状態であった。しかし、ソニーは、

この写真のソニーの小型試作プレーヤは、筆者が設計プ

元 NHK 基礎科学研究所長の中島平太郎（元ソニー常ロジェクトを任されて完成した一機種である。

務、オーディオ事業本部長）が NHK 時代に研究開発をしていたデジタルオーディオの系統的技術が温存されていて、開発が先行していた理由から、このコンセプトこそが新しい音楽コンテンツ配布に最適であると社内決断して、フィリップス社との間で急速に共同開発契約が結ばれた。1979 年 8 月からアイントホーヘン（オランダ）と東京で隔月に会議を開催して技術詳細を詰めていった。詳細は後述するが、1980 年夏ごろには、概略はまとまり“Philips and Sony agreed that contribution tomodulation as well as error correction from Sony and

図 1-1

Philips is equal”の有名な協同開発声明にサインして基

アナログレコードの生産数量と生産金額の推移（日本／年間）日本レコード協会資料より抜粋

本的な合意がなされた。音楽ソフト及びプレーヤの発売は 1982 年 10 月 21 日に決まり、ソニー（株）からはCDP101 が発売され、音楽ソフトも数 10 タイトルが同時発売され、急激にコンパクトディスク時代が幕を開けることになったのである。
CDP101 は価格が高価であったためか普及には程遠く、普及が加速されるのは、1984 年に市場導入したポータブ
ル CD プレーヤ D-50 が戦略価格の 5 万円以下で発売されたために爆発的な売れ行きを達成し、一挙に音楽ソフトが増加した。当時、音楽コンテンツ産業は LP レコー
ドを中心としたビジネスであったが、販売枚数が 1980

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国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

図 1-2

ザルツブルグでの CD 発表会（オーストリア
1981.4.15）

CD の技術系統化の中で、特徴的な、外形、デジタ

ンジブックになぞらえてオレンジフォーラム（任意業

ル信号処理、エラー訂正等の仕様は、CD-DA 規格書界団体）を結成してこのルールを守るための管理、指として「レッドブック」と名づけられた。主要技術項

導をして、この危機を乗り越えたのである。今でも、目に関しては、ソニー/ フィリップスの交渉過程を踏

各社の ID 番号は厳格に守られてドライブシステムとまえ、第 3 章でその詳細を記述し、第 4 章では、音楽連動している。この試みは、業界として初めてのケー

コンテンツ配布の鍵を握っていた CD ディスクの製造スだったが、その後の DVD/BD でも同じようなシス方式について記述する。

テムを取り入れているので、その先駆的役割を果たし

そ の 後 に、CD は、 急 速 に 応 用 範 囲 を 拡 大 し て、たものと自負している。

1985 年頃から、コンピュータとの親和性を取るため

CD-R は、発表されると約 1GB 弱の記録容量の扱に CD-ROM 規格が発表された。この CD-ROM 規格

いやすさと、同期してコンピュータの外部記録媒体

書は「イェローブック」と名づけられた。この CD-としての用途に拍車がかかり、殆どの PC は、CD-R/

ROM フォーマットを最も活用したのが、マイクロソ

CD-ROM の記録再生ドライブを繋ぐ又は内蔵するよフト（株）で、自社の PC（パーソナルコンピュータ）

うになっていったのである。最盛期には、ドライブはの取説から、アプリソフトまで CD-ROM で配布した

PC と同じ台数（約 2 億台 / 年）が出荷される状態まのである。この状況が、他社にも広がりコンピューで発展し、CD-R は、記録メディアとして、人類史上

タの外部記録媒体の主役を占め、コンピュータ（PC）

最多の約 100 億枚 / 年を突破する生産規模にまで成長の進化、普及に合わせて、家庭用ゲーム機にまで CD-した。各種データのやり取りから、写真や教育データ

ROM が採用されるようになった。圧倒的な数のハーの保存や配布、医療データの配布まで、産業としては

ドデバイス及び配布メディアが市場に投入されるよう2002 年頃まで最盛期を迎えたのである。しかし、深になり、それに伴い、ハードデバイスのコストは急速

刻な状況は、日本での生産は総量の 10％程度で、そに下がり、ソフトウェアも安価になり、普及に拍車がの他はアジア圏が 50％以上を占めるようになると、かかったのである。

価格競争に拍車がかかり、その結果“安かろう悪かろ

CD-ROM の出現のように、色々な CD ファミリーう”のノンライセンス商品が市場に蔓延し、記録型光が 1986〜7 年を境に出現してきた。CD ファミリーのディスクの信頼性が地に落ちたことである。業界とし系統図として、第 5 章にその背景を含めて記述した。

ても、名誉挽回に努め、水際での輸入禁止や販売店の一方、第 6 章には、CD 関連ビジネスの出現と規模と指導等を地道に行なった。しかし、自ら生産した高性

題して、据え置き型 CD-DA プレーヤのビジネスや

能光ディスクに“歩留り”の概念のない海外の非合法

CD を世に知らしめた CD ウオークマン関連技術及び生産者が、日本からの中古製造機械を輸入して、軒先巨大なビジネスを形成した CD-ROM 関連技術の実態

で“CD-R もどき”を作るバイタリティーには、驚きについて記述する。

を超えて産業の先行きを真剣に懸念させられたのである。この状況が、第 8 章で記述する R メディアの寿

その中で最も重要な、CD-DA/CD-ROM と再生互

命推定 ISO 規格の創設に発展することになり、安定換が取れるコンパクトディスクレコーダブル（CD-R）

した R 記録ディスクの市場を形成することに繋がっについては、リライタブルの CD-RW を含めて第 7 章ていった。CD-R/RW は、2005〜6 年頃を境にして、に記述する。この CD-R は、1989 年に提案され、ソ半導体メモリーの高密度化やネット環境の向上によっニー（株）フィリップス（株）に加えて、記録膜のて、主役の座を明け渡すことになったが、今尚、根強特許をもつ太陽誘電（株）を内在させた記録型 CD

い需要があり、最盛期の 1/3 程度の規模で色々な分野

フォーマットで、「オレンジブック」と名づけられた。

で活用されている。

しかし、すべての CD-DA/CD-ROM と再生互換をとることは、CD 規格で信号の反射率が 70％以上の規定

コンパクトディスクは、再生デバイス機器、記録再しかなかったために、各社各様の記録材料の記録膜

生デバイス機器のみならず、その特殊な形状（直径特性があることから、大きな懸案事項になったので

120 ｍｍ、厚さ 1,2 ｍｍ）の中に、約 1GB 弱もの情報ある。唯一の解決方法は記録メディアに ID 番号を付を内在することができる記録媒体である。記録密度

け、ドライブがその ID を読み取って最適な記録を行は 1980 年代初頭の半導体のリゾグラフと同等であり、うメディア・アイデンティフィケーション・メソッド

プラスチックの上に、半導体のパターンを描くようなシステムを公開して厳密に管理する事であった。オレ

技術を要求され、既存のレコード産業とは一線を画し

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

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ていた。すべての生産はクリーンルーム内で行われ、のである。

生産設備に対する仕様も半導体生産と同じレベルに

最後に、コンパクトディスクがこの 30 年にわたり、あった。生産機械はスタート時、手探りの状態だった市場に導入され、人々の生活に浸透してきたことはが、一連のシステムの完成までは膨大な時間がかかっ

紛れもない事実である。色々な思惑が交差する中で、た。しかし、CD-DA から CD-ROM を経て、CD-R のCD が起こした文化革命と題してインタラクティブ文

巨大な市場に対処するため約 1 億枚 / 月の生産ライン化やマルチメディア概念がネットワーク技術の基礎をは、プレスから成膜、アニーリング、パッケージまで作り、現代に繋がっていく状況について、第 9 章で持全自動で 24 時間生産の巨大な装置産業群を構成した論を展開した。

カラヤンに怒られる？
1977 年秋、ベルリンフィルの公演で来日していたカラヤン氏が、合間をぬってソニー社長の盛田氏宅を訪問することになった。盛田は何か特別の趣向でカラヤンを歓迎したいとの意向があったので、デジタル録音を聞かせようということになった。技研所長であった中島平太郎に命じ、PCM1600 でデジタル録音してあったある音楽を聴いてもらう準備を周到にして当日を迎えた。
音楽が流れだすにつれて、マエストロの顔は、ムッとしたように不機嫌になっていった。耳に飛び込んでくるのが、つい少し前に自分が指揮した「トロヴァトーレ」の練習をしている光景が生々しく聞こえる音だったのである。
ところどころに、オーケストラのメンバーを叱ったり、タクト台を激しく叩くところもあって、リアルで迫力満点であった。しかし芸術家にとって練習は恥部の様なものであり、そのことに血相をかえたのである。曲の途中に怒り出したカラヤンに、「練習を黙ってデジタル録音したこと、そして断りもなく流してしまった非礼の限りを平謝りに謝った」と中島は回顧している。
真相は、その年の夏休み前、ロンドンにある著名なレコード会社である EMI 社の録音スタジオにソニーのスタッ
フがデジタル録音システム（PCM1600 等）を持ち込んでいたところ、EMI のエンジニアから、次の週にザルツブ
ルグでカラヤン指揮でオーケストラを収録するから、同じマイクでアナログのマスターテープと PCM1600 を並列に接続して、同一条件で比較テストをしてみないかと誘われたのである。願ってもない話なので、快諾してこっそりデジタル録音してしまった訳だが、いずれにしても盗み録りをしたのだから、怒られて当たり前であった。試作したデジタル録音機の音質テストをしたいばかりにやったことで他意はないとの釈明を聞いていたマエストロは次第に流れる音に耳をそばだて、驚きの表情をみせるようになっていた。
カラヤンは不機嫌な顔をしながらも、次第に「デジタルとは何だ」「どういう理屈か」などの質問をするようになり、やがて、初めて苦笑して「これは、全く新しい音だ。将来を開く音だ」と称賛してくれるように変わったのである。ついには、「この録音システムを自分の仕事場に設置したい」とまで言い出し、盛田は快諾した。その後帰国したマエストロを追いかけ、中島は御礼方々手紙を描いた。その中で「技術というものは絶えず進歩する。どこまでも良い音を求めて研究開発をするのが私どもの性。立場は違うかもしれませんが、良い音を求めるという意味で、そのことは理解して頂けると思います」と記述したと回顧している。その後、この巨匠は、何かとデジタルオーディ
オの技術をバックアップしてくれて、最大の理解者及びエバンジャライザーとして CD 普及に尽力してくれることになる。

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国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

2｜デジタルオーディオの黎明
2.1 デジタルオーディオの研究
20 世紀のオーディオの歴史は、より良い音を求めてきた歴史でもある。スタジオやホールで生演奏された音楽を収録して放送されるまでの放送システムも、
1930 年代の中波放送から 1960 年代には FM 放送やFM ステレオ放送に進化して、1990 年代には PCM 音楽放送が開始されて、現在は高音質な Net 配信の時代になっている。録音は、電気増幅の記録から 1960
年代はテ―プレコーダの時代へ進化し、1980 年代は
DAT（Digital Audio Tape）の各種システムが登場してきた。一方レコードは、蝋管から円盤型の SP レ
コードに移行して、1950 年代に LP（Long Play）レ
コードが登場して CD-DA ディスクが登場するまで主役の座を占めていた。その意味では 1970 年代はデジタルオーディオの黎明期であり、その技術が開花す
るのは 1980 年代であり、その先駆けになった商品がCD-DA システムであったのは、明白な事実である。
図 2-1-1 に 1920 年ごろから 2000 年頃までの収音、放送、レコードの相関図を示した。図 2-1-2 には CD が

図 2-1-2

SP・LP レコードプレーヤ

出現するまでの SP，LP レコード再生機の一例を挙げた。デジタルオーディオにたどり着く前までの技術系上に腐心していた中島は 1963 年 11 月 23 日、日米テ統化調査については、穴澤健明による「アナロディス

レビ宇宙中継にショックをうけ（放送はケネディ大クグレコード技術の系統化報告」（Vol. 21）に詳細が統領暗殺事件）、この偉業がデジタル通信技術によっ報告されているので、参照されたい。

てもたらされたことに感銘をうけ、デジタル化を音声放送の中で如何に応用できるかの勉強を開始した
ことに端を発している。FM ステレオ放送の音の劣化は、主力として使われているテープレコーダに一因があると指摘されていた。そこで、キーテクノロ
ジーの革新が必須との意見が出て、テープレコーダシ
ステムをデジタル化してみようとの方向で動き始めた。当時はデジタル化とは、信号を PCM 化（Pulse
Code Modulation）するという意味合いがあり、通信の世界では、先行して用いられていた技術であった。

図 2-1-1

収音

放送

レコード相関図PCM 録音に使われる周波数帯域は 1〜2MHz であるから、ビデオレコーダが使えるとの予測で、この無謀なデジタルオーディオプロジェクトは動き出してし元ソニー常務の中島平太郎の備忘録でもある著書まった。しかし、FM 放送の音質改善のためのデジタ「次世代オーディオに挑む」によると、生々しいデジ

ル・オーディオ・テープレコーダの研究は、当時の常タルオーディオの黎明期の記録が残っている。デジタ

識であるデジタル技術は宇宙通信や電話などの伝送系

ルオーディオの研究は、中島が務めていた NHK 技術に利用される技術であって、高品位のオーディオ技術研究所の音響研究部で開始された。FM 放送の音質向とは無縁であるとの見方が一般的で、技術研究所の中コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

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では傍流以外のなにものでもなかった。それでも、プを経て、1971 年にソニー（株）に招聘されることになり、ロジェクトの最初の提案者である林謙二及び研究者達新設された技術究所の所長として赴任した。オーディオの寝食を忘れた努力により、1966 年になってバラッ

事業本部長も兼務したため、ソニー（株）のオーディオ

クモデルの試作機が完成し、曲がりなりにもデジタル

分野は開発から事業までを中島の責任で運営されるこ

音声を再生できたと記録されている。図 2-1-3 に当時ととなった。しかし、当時のソニーは、業務用 U-MaticのＮＨＫ技術研究所で改良を重ね試作したステレオ仕や家庭用 VTR 事業に集中投資がなされ、デジタル技術

様の PCM 試作 2 号機の写真を添付した。

には見向きもしない風潮があったのである。このような状況の中でも、1973 年頃から、デジタルオーディオの開発が NHK 時代の研究を基礎にしてソニー技術研究所で提案されていった。まず、中島が提案したのは、テープ巾 2 インチ、56 個もの固定磁気ヘッド、テープスピー
ド 76 センチ / 秒、重量約 300Kg ものレコーダメカ部と、別の筐体に PCM デジタルオーディオアダプターを持つシステムであった。
常識的には、連続した音声波形を直接記録するアナ
ログテープレコーダの周波数帯域はせいぜい 0.2MHz

図 2-1-3

NHK PCM 試作機（ステレオ）

百万ビット / 秒即ち数 MHz/ 秒が必要である。この課

1969 年 5 月、NHK 技術研究所公開日に PCM 試作

題を解決したのが、皮肉にもソニーが最も力を入れて2 号機は一般公開され、そこで再生された音楽はリム

事業化を推進しているビデオレコーダ業務用 U-Matic

スキー・コルサコフの歌劇「金鶏」であった。前夜かと家庭用β -Max であった。映像信号を扱うわけだから調整に明け暮れていた研究者は、再生された鶏のトら、数 M ビットのパルス信号の記録は充分その仕様

キの声に感涙し、その音質の良さは、一般の来訪者もに入る。莫大な投資コストがかかるメカ部分を市場魅了し大成功に終わった。
“世界初のデジタル音”は、

導 入 さ れ る VCR（Video・Cassette・Recorder） を

デジタルオーディオの夜明けであり、来るべきデジタ

改良することにより安定供給できれば、開発はプロルオーディオの世界を予言していると思われた。しかセッサ部の PCM デジタルオーディオアダプターに集し、その後、中島の放送科学基礎研究所への移動や、中させれば良く、実現の可能性は一挙に高まって行っ

カラー映像技術が中心となる音響技術の位置変化の中たのである。普段は TV 番組の記録再生に使っていで、NHK 技術研究所でのデジタルオーディオ技術開る VCR が、プロセッサを付加することにより、デジ発の使命は終わり、関わった研究者は新たな天地でのタル・オーディオ・テープレコーダへと機能アップし活躍の場を求めることになる。ここで培った PCM 技て、急成長を遂げている家庭用 VCR の魅力的なフィー術は、関わった研究者と共に民間に引き継がれるこ

チャーの訴求に繋がるのではないかとの思惑も内在とになり、1972 年頃から、音楽の収録の分野でデジしていたのであった。こうして PCM デジタル・オー

タルオーディオテープレコーダは実用化の段階を迎え

ディオ・アダプターには 2 系列が生まれ、前述の家庭

た。CD-DA の発売の約 10 年前から、デジタルオー

用 VCR“β-Max”と組み合せた PCM-1、もう一つは、ディオの収録での技術開発が脈々と実用化に向けて改

業務用 VCR“U-Matic”と組み合わせた PCM-1600 で良に改良を重ねて、収録の現場で活躍されていた事実ある。図 2-1-4 に PCM-1 と業務用 U-Matic と組み合わは、改めてこの分野の技術開発が、日本人の適正に合せ PCM-1600 の写真を掲載した。

致していたものと感心させられる。事実、デジタル録

PCM アダプター、特に PCM1600 の歴史的価値は音した音楽は、日本コロンビア（株）から高音質 LP

極めて大きい。当時のアナログ用録音設備及びハードレコードとして発売され、「DENON PCM デジタル

ウェアしか無かった時代に、プロ用途とは言えデジタレコード」として一世を風靡し評価された。この状況

ルオーディオレコーディングシステム PCM1600 がソ

は前述した穴澤のアナログレコード技術の系統化調査

ニーよりリリースされた衝撃は大きかった。これによに詳細が報告されている。

りマスターテープのデジタル記録が可能になり、収録

一方、中島平太郎は NHK 放送科学基礎技術研究所長

8程度であるが、高品位のデジタルオーディオでは数

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchから編集、カッティングまですべてのプロセスをデジ

用途の観点からと技術的に可能なら「エンドユーザーにもプロと同じ最高の音質を届けたい」とのエンジニ
ア魂の賜物で、16 ビットが採用されたのである。その意味では、CD-DA が誕生する 10 年も前から、デジタルオーディオの録音の環境が整備されてきたことになり、CD-DA の登場は、導入タイミングに関しては、
ベストな選択であったと言えよう。記録によれば、最初のデジタル録音は、1972 年 4 月、折から来日中の、チェコの至宝“スメタナ弦楽四重奏団”を青山タワー
ホールに呼んでのモーツアルト弦楽四重奏曲第 15 番
ニ単調 KV421 と第 17 番変ロ長調 KV458「狩」の演奏であった。この録音は、後日演奏者による修正が依頼され、プラハで部分的な再録音が施され、1982 年の第一回 CD 発売に合わせてリリースされた。奇しくもデ
図 2-1-4

ソニーPCM-1 と PCM1600

ジタルの最初の録音も CD の発売もモーツアルト弦楽四重奏となったのである。

タルで一貫するシステムの先駆けになったのである。

もう一つ PCM アダプターの果たした大きな役割

又、膨大なアナログテープのデジタル化が急ピッチでは、光学式オーディオ専用デジタルディスク，即ち始まり、新たな付加価値が与えられたこともデジタ

CD の実用化に多大な貢献を果たしたことである。

ルシステム導入の追い風になった。以降、PCM1600

1970 年代の中頃は、家庭用の VCR（VHS、β- max）

は進化を重ね、1610、1620、1630 が市場導入されて、が TV 録画用のタイムシフト用途から映像の配布メ

CD-DA 制作を支える大きな力となったことは事実でディアとしての脚光浴び始めた時期でもあった。当ある。

然、ハリウッドに代表されるコンテンツホルダーは、

2.2 デジタルオーディオの原点

レコードの様な配布メディアであるビデオディスクを要望してきた。それに対応して、世界の家電メー
カーは技術的可能性を提示した。1977 年、当時提案

PCM アダプターの基本はサンプリング周波数であされたビデオディスクの概念は表 2-2-1 にまとめてる。これは CD-DA のサンプリング周波数と量子化示した。この中でフィリップスから提案され、VLP

ビット数にも大きな役割を果たした。このサンプリン（Video Long Play）として市場導入された光学式ビ

グ周波数は 44.1kHz で、アナログ VCR から割り出さデオディスク、巨艦 RCA（株）が社運をかけて開発れた最適値である。これは、そのままスタジオのデジしていた静電方式の CED、Telefunken（株）から提タルレコーディング規格で継承されることになり、後案された機械式の TED などの方式が未来技術として述する CD-DA のサンプリング周波数に発展していく

俎上に乗っていた。

ことになる。その後に、登場するマルチチャンネルレ
コーダにも採用されて、デジタルオーディオの基本的

表 2-2-1

ビデオディスク方式の比較（1977）

なサンプリング周波数となった。実用化の段階では、
47.25kHz もあるが、収録、編集、マスター制作等のマスタリング分野では殆どが 44.1kHz で処理されている。
後述する CD-DA の量子化ビット数は、14 ビットか
16 ビットで商品形態を巡り大きな議論に発展するが、デジタルオーディオレコーダの初期である 1971 年ごろまでは、12 ビット非直線であり、日本コロンビア（株）による PCM デジタル録音の実用化の 1972 年頃

光学式ビデオディスクは非接触で信号を読み取る

は、13 ビットを採用している。その後 14 ビットが検方式で、他の接触式信号検出とは一線を画した技術

討されて、1979 年頃、最終的に、プロフェッショナルであった。PCM アダプターからの信号は、VCR に記

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

9録することを基本にしていたから、FM 変調で記録された。しかしソニーでの実験では、残念ながらまともなデジタル音声は再生できなかったし、当然、エラー

2.3 CD 発想提案

訂正の確認をしても完成度は低かった。これらの実験

中島率いるソニー技術研究所では、その頃オーディ

から、ソニーが理解したのは、PCM アダプターから

オ信号のダイレクト記録の改善及びエラー訂正等の技の信号はダイレクト記録方式を採用しなければならな術改善に没頭していた。その技術は記録密度の飛躍的い事、及びエラー訂正能力を高め、未開の分野である向上にも役立ち、長時間記録の方向かまたは外形の小デジタルオーディオディスク専用の信号処理方式を開型化が話題になっていた。ちなみに、1978 年のオー

発することの 2 点であった。このダイレクト記録こそディオフェアーでは、30cm の外形に 2 時間のデジタ

が光学式ビデオディスクの技術を活用する唯一の方式

ル音声を記録した試作システムを展示している。又、であったからで、これが後述する CD-DA の世界に繋翌年の 1979 年には、同じ外形で 13 時間超える記録密がったのである。

度を可能にしたと発表している。記録密度向上の歩み
は、当時の研究の成果でもあったのである。図 2-3-1

PCM-1 が 発 売 さ れ た 1977 年 頃 は、 家 庭 用 VCR のに 1976 年から 1979 年至る記録密度向上の基本技術のシェアー戦争に突入し始めた頃で、加えて世界最大の進歩をまとめてみた。当初 FM 記録で 30 分しか記録

エレクトロニクスメーカであった RCA は社運をかけできなかった外径 30cm に 3 年後は 13 時間ものダイて、ビデオディスク開発にのめり込んでいった時代でレクト記録が可能になった状況は、エンジニアの着想もあった。まさに、映像メディアビジネスが始まろうと努力以外の何物でもなかったのである。図 2-3-2 にとしている前夜であり、ほとんどのメーカーは映像配

1978 年にソニーが発表した光学式 30 センチ DAD 試

布メディアとしてのビデオディスク市場の将来性を信作機（13 時間再生機）の外観写真を示した。しかし、じ、ビデオディスクとデジタルオーディオディスクの10 時間を超える収録時間は、業務用途としてなら考共用化で、その規格や商品化を考えており、オーディ

えられるが、家庭用には非現実との意見が多かった。

オ専用のデジタルディスクに舵を切るメーカーは皆無

当然だが、この 30 センチの器をどのように製品化にであった。1977 年秋の全日本オーディオフェアーで、結び付けていくかについての明確な答えはなかった。

最先端機器が公開展示された中で、ソニー、日立 / 日
本コロンビア Gp, 三菱電機 / テアック／東京電化 Gp
がデジタルオーディオディスクプレーヤの試作機を公開した。ソニーは、デジタルオーディオ専用機、他の2Gp はビデオディスクとの互換性を意識したプロトタイプであったのは、当時の風向きを端的に表している。
この時の雰囲気は、デジタルオーディオという新風が吹き始めていたのは明確で、新しい技術が一斉に芽吹き始めたのも事実であった。翌 1978 年国内メーカ
15 社を中心にデジタルオーディオディスクの標準化を話し合う DAD（Digital Audio Disc）懇談会が設

図 2-3-1

ソニーPCM オーディオディスク記録密度向上の歩み

立されたのである。約 2 年半の活動で 50 社が参加し100 回もの会議を持ったにもかかわらず、最終的には他の複数の方式とともに、CD をデジタルオーディオの一方式として推挙して解散した。結果的には、CDの仕様及びその作成には、DAD 懇談会は一切関与していない。又、デジタルオーディオ仕様の一本化も提言されていないが、DAD 懇談会の活動は、民間主導の世界に門戸が開かれた初めての標準化活動であった
のである。

10

国立科学博物館技術の系統化調査報告

図 2-3-2

Vol.25 2018. March

ソニー光学式 30 センチ DAD 試作機

1979 年は、CD 開発史上重要な年であると位置付けられている。オランダの世界に誇るエレクトロ二クス

この事業に対しての絆を深めていったことは、CD 成
功への最大の要因であったと思われる。

メーカのフィリップス社が CD の原型となる試作機を持って、日本にデモンストレーションのため来日した

ここで、フィリップスのプロトタイプの仕様は下記のである。来日したのはフィリップスオーディオ事の通りである。

業部開発担当本部長 Ottens、同事業部 Sinjou、同事

デモ機の諸元業部チーフエンジニア Heemskaak 等で、有力メーカ

・ディスク外形：115mm

を一社ずつ訪問したと回顧している。意図は明確で、・ディスク厚さ：

1.5mm

フィリップスは新しい規格を提案するときはグローバ

・標本化周波数：44.3kHz

ルスタンダードを考え、有力なエレクトロニクスメー

・量子化

：

14bit

カが犇く日本は最初のターゲットであった。このプロ

・回転数

：

500〜215rpm

トタイプがソニーに与えた衝撃は途轍もなく大きく、

開発コンセプト

中島は「まだ、商品の姿まで考えがおよんでいなかっ・LP レコードの置き換えた我々は、目からウロコが落ちる思いがし、フィリッ・オーディオ専用

プスの企業姿勢に感動さえ覚えた」と述べている。

・小型化により応用範囲を広げる

前述したが、ソニーを除くほとんどのメーカの反応

・半導体レーザーの採用

内面スタートは Wait and See の状況であった。当時の日本のメー

これ以外の記録密度、変調方式、エラー訂正等の情

カのほとんどは、ビデオディスクに幻惑されており、報は、検討中とのことで一切公表されていない。図オーディオディスクだけを切り離して商品化すること

2-3-3 にフィリップス社のデモ機の写真を示したが、など眼中になかったのである。また、殆どのメーカはテーブルの下には、山程のデジタル回路があったが、接触式で信号の読出し技術開発を続けていた中で、非LSI 化を進めており、小型プレーヤの中に収めるとの接触光学方式に対する技術的信頼感の無さも、其の反説明であった。フィリップスとソニーは家庭用ビデオ

応の一因であったと思われる。

カセットレコーダの分野で、ぎりぎりの交渉で合意が一方、ソニーはデジタル記録やエラー訂正技術の改出来ず、ともに劣勢から惨敗に追い込まれた苦い経験

良によって実現させた高密度記録の成果による再生時を共有していたためと、音楽産業のシュリンクという間の長時間化を、「何時間もの音楽ソフトはどのよう現実に直面していたことが、両社の絆をより強いものに売るのか」との、ソフトウェア販売からの強力な意にして、CD-DA という全く新しいコンセプトの商品見もあって、具体的な商品像を描き切れずにいた段階を生み出させた原動力になったと類推している。

であった。そこに思いがけず素晴らしいプロポーザ
ルが飛び込んできた訳で、自分たちの鬱憤を晴らす様に、フィリップスに対してソニー提案をぶつけていったのである。この様に、フィリップスのオーディオ専
用、小型ディスクのコンセプトに「目からウロコの落ちた」ソニーはフィリップスのプロトタイプを軸に、フィリップスと共に標準化を進めることで、社内のコンセンサスが急速に纏まり、その後 8 月から始まる
フィリップス / ソニー技術会議に繋がっていったのである。
同時に、ソニーのトップの動きは速く、フィリップスのデモ来日の 1 か月後の 1979 年 4 月大賀典夫（ソ図 2-3-3フィリップスのコンセプトモデル

ニ ー 副 社 長 ）/Zaiss（ フ ィ リ ッ プ ス VLP 事 業 本 部

2.4 ソニー/ フィリップス会談備忘録長）会談、同 5 月盛田昭夫（ソニー会長）/Van derフィリップスからのコンパクトディスクの商品提Klugt（フィリップス副社長）会談、岩間和夫（ソニー

案に「目からウロコの落ちた」ソニーは、約 10 年に社長）のアイントホーヘン / ハノーバーのポリグラム

亘るデジタルオーディオ技術の蓄積と過信から、フィ訪問等、矢継ぎ早で、経営トップ同士の俊敏な行動で、リップスに対して、矢継ぎ早の質問、提案を行ってコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

11

いった。社内に CBS ソニーという音楽会社（新しい②再生時間

フォーマットに対する抵抗勢力）を持っていたにも関

再生時間は、この時期では、フィリップスが提案しわらず、光ディスク方式コンパクトディスクを基本にた 45 分～60 分で、ソニーも合意し、ほぼ同じ意見でするという社内コンセンサスを、デモから一か月も経あった。一方、この時期は、オーディオ業界全体に 4

たないうちに確立させ、経営トップ同士の緊急会談

チャンネルオーディオの余波が残っていた。ソニーはを実施してその進め方の基本合意を得たことは、ソ

2 チャンネルと双方向互換がとれる 4 チャンネルの必

ニーの歴史の中では初めての事であった。その合意に要性を主張した。周波数分割や時分割方式も討議され基づき、1979 年 8 月から 1980 年 6 月まで、アイント

たが、いずれも問題がある所に、加えて 4 チャンネル

ホーヘン（オランダ）と東京で計 6 回の両社の実務担の市場性に疑問があったために、突っ込んだ議論にな

当者による仕様確立のための会議が開催された。両社らなかった。しかし、レッドブックでは、4 チャンネの話し合いは、まずアイントホーヘンで始まり、約半

ル用途に一ビットを割り当て、市場からの要望があれ

年で基本合意を得て、約一年で暫定規格書のいわゆ

ば、再生時間を半分にして実現できるように規格化しる“レッドブック”が纏められたのである。以下に述た。残念ながら、現在でも、4 チャンネルオーディオ

べるソニー/ フィリップス交渉結果は、水島昌洋（元コンテンツは、登場していない。

ソニーＲ＆Ｄ部長）の詳細なレポート（備忘録）が残されていたものに加筆させて頂いたもので、当時、水③標本化周波数及び量子化ビット数

島は全会議に出席した唯一のソニーメンバーであっソ ニ ー は、 当 時、 全 米 オ ー デ ィ オ 協 会（Audio

た。商品コンセプトは、既に両社経営トップ同士で合Engineering Society）のデジタルオーディオ標準化意していたので、デジタルオーディオディスク仕様に委員会で議論されていた 50.4kHz を最有力と考えて必要な議論すべき項目は、①ディスク外径、内径、厚いたので、「標本化周波数 50.4kHz、量子化 16 ビット」

さ等の物理形状を主張した。

化ビット数

②再生時間

④変調方式

③標本化周波数と量子⑤エラー訂正方式⑥標準

しかし、フィリップスはオーディオの帯域は 20kHz

レーザーの波長（780nm 半導体レーザー）等であった。

で十分なのだから冗長すぎると反論してきたし、量子化ビット数は、傘下の音楽会社ポリグラムを代弁し・第 1 回会議（1979 年 8 月 27、28 日 アイントホーヘン）て「業務用マスターが 16 ビットなので、民生用は 14

出 席 者 は、 ソ ニ ー か ら は 中 島 平 太 郎、 宮 岡 千 里

ビットで十分ではないか」と主張してきた。いずれに（ディスク開発部長）土井利忠（技術研究所次長）、水しても、両社の考えは「民生用は業務用より 1 レベル

島昌洋、フィリップスからは、Boegels、Karraso（中下でも良い」というのが一致した認識であった。

研

光ディスク研究部長）、Sinjou、Heemskerk らが出席して、1982 年〜83 年の商品導入に向け、年末ま④変調方式

でに仕様の概略を纏めることで合意した。議論されたフィリップスは、この会議で初めてデモ機の変調方

詳細は下記の通りである。

式は Modified Miller Modulation 方式、いわゆる M2方式を採用したことを明らかにした。そして、ピッ①ディスク外径ト（ディスク上に成形した信号の形状）の成型精度がフィリップスがデモ来日時のディスク外径は 115 ミ

ジッターに影響する事及び変調信号の周波数の低域成リだった。この外形は、当時オーディオで主流を占め分を制御することの重要性を主張した。

ていたコンパクトカセットの対角線の長さに等しい。

ソニーは、成型精度のジッター依存については合フィリップスは車載オーディオ事業を意識していた

意 し た も の の、 低 域 成 分 の 影 響 に つ い て は、 高 密

ため、コンパクトカセットの横幅とディスクの直径を度記録時の最小反転間隔を重視すべきと主張して、合わせることで社内におけるサイズの違和感をなくし

ソ ニ ー で、 実 証 し て い た FTM（Four to Twelve

たいとの思惑があり、事業担当者は「コンパクトカ

Modulation）変調 方式のデータを次回に提出するこセットからコンパクトディスクへ」が共通の開発テーとを約束した。

マであった。しかし、フィリップスは 115 ミリに拘っていた訳ではなく、DIN 規格内にプレーヤーを収め⑤エラー訂正方式

ることが条件で、105 ミリ〜125 ミリのディスク外径フィリップスは自社で収集した大量のディスクエ

であれば良かったのである。

12

国立科学博物館技術の系統化調査報告

ラーのデータを示して、その大部分は 3 ビット以内のVol.25 2018. Marchランダムエラーであると主張したが、ソニーはランダの基本コンセプトは了解されていたのもかかわらず、

ムエラーだけでなくバーストエラー対策も重要であ

奇妙にも、ソニーはビデオディスクプレーヤとの共通

り、インターリーブ長を長くとるエラー信号訂正が部分を残すべきとの提案を行っている。当時の状況重要であると主張し、考え方に大きな隔たりがあっは、ビデオディスクシステムが、市場導入されていたた。議論を進めていく中で、フィリップスはバーストことが影響したと思われるが、議論の俎上に乗ってき

エラー対策の重要性は認めたものの、バーストエラーたのである。具体的にはディスクの厚さ、センターの発生の原因はむしろハードウェアに起因するミスト

ホール径、信号領域スタート径等をビデオディスクとラッキングやデフォーカスであり、発生原因を徹底的同等にしようとするものであるが、余りのコンセプトに抑え込む手法が有効であると主張してきた。これにの違いから実現不可能との結論が出て、ソニーも了承

対して、ソニーは、長いバーストエラーが出現するこ

して、ここで初めてビデオディスクとの互換性問題はとを前提に、それに充分適応出来るエラー訂正方式を解決し、CD はオーディオ専用ディスクであると確定

最初からシステムに組み込んでおくべきであるとの考したのである。それから 10 年近く経った 1990 年頃かえを繰り返し主張した。

らデジタルビデオディスクとして、MPEG1 の映像信

加えて、サブコードの原型なる「Control & Display」のコンセプト及び実現方法についても議論された。

号処理技術を使ってビデオ CD が出現するまで、CDはデジタルオーディオ専用システムとして発展を続けることになる。

・第 2 回会議（1979 年 10 月 3 日、4 日、5 日

東京）

冒頭に、両社の変調方式及びエラー訂正方式の提案と説明があった。ソニーは① FT 変調方式
インターリーブエラー訂正方式
M2 変調方式②クロス

フィリップスは①②（2,3）Convolusion エラー訂正方式

・第 3 回会議（1979 年 12 月 17 日、18 日、19 日 アイ
ントホーへン）
前回の合意に基づき作成された共同開発実験ディスクの測定結果が報告された。

と相違した。双方の主張を技術的に比較、測定、検証

変調方式については、ソニー提案の FT 変換方式はすることが合意されて、ディスク製作のために、エンフィリップス提案の M2 方式に比べて、ビットエラー

ジニアの相互派遣が合意され、データをべースにしたが 3 倍多く、加えてドロップアウト、指紋、ピット形

議論を進められる素地が生まれたことは、共同開発の状の非対称性の影響を受けやすいという弱点が報告さ第一歩とはいえ、大きな進展であった。

れた。ソニーはこの状況を予測しており、FT 変調方

今でも語り草になっているが、英語の片言しか喋式に代わる 3PM を改良した新しい変調方式を開発しれない生粋のエンジニアを受け入れたフィリップスかていた。そこで、ソニーは、FT 変調方式を即座に取ら「あの時のソニーのエンジニアは勇気があった。技

り下げ、ASAP（As Soon As Possible）に新しい方式

術のデスカッションには必ずしも流暢な英語は必要なを提案すると主張して了解された。3PM を改良した変く、万国共通語の“技術語”で十分な議論を重ねるこ

調方式は、後で EFM（Eight To Fourteen）変調方式とができた。最後は、国やマネージメントの枠を超えと名づけられて CD の基本技術の中核を成している。

て一つのチームになっていった」とチーフエンジニア

一方エラー訂正については、ソニー、フィリップス

の Dr.Heemskerk は回顧している。我々が後世に残し

提案共に正常なディスクでは問題がないと報告されたておける成功事例として、あらゆる事象は、“案ずるが、エラー率の低い帯域ではソニー方式が、エラー率のより産むがやすし”と昔から言われている様に、どの高い帯域ではフィリップス方式が優れているという結果

ような環境に対峙しても「飛び込んでいく勇気があるが示された。唯、技術的な観点からは、ディスク上にスか」が決定的な勝因を作り出すという事実であろう。

クラッチが発生したり、指紋が付着した場合や信号読み
とりのトラッキングやフォーカスが外れた場合のエラー

本会議において、ソニーは、基本的に 45 分以上の訂正能力には改善の余地があると報告された。

記録時間が確保でき、125 ミリ以下のディスク径が可能なら、標本化周波数は 50.4kHz で量子化は 16 ビッエンジニアの寝食を忘れた懸命な努力にもかかわらトにすべきであると主張している。フィリップスもまず、時間は残酷に過ぎ去り、1979 年内に測定データ

たディスク外径が 115 ミリ以下であればソニー提案でを集約して、1980 年 3 月頃に最終合意に達するとの構わないとコメントしているのである。

経営トップからの厳命は、実行不可能になってしまっ

しかし、CD はオーディオ専用システムとすることた。しかし、3 月に予定されている前述した DAD 懇

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

13

談会までに、何としても、その主要仕様をソニー/に変更したのは、すでに 1978 年 3 月に発売されていフィリップスで纏め上げることもまたエンジニアの矜たマスター録音機 PCM-1600 が 44.1kHz を採用して持だったのである。

おり、この標本化周波数であればオーディオ帯域のその為に、出来ること、使える資源はなんでも使っ

20kHz の再生は理論上も十分満足できるレベルと判た。特にエラー訂正方式の開発は、ランダムエラーに断していたのである。同時に、デジタルオーディオ

起因する部分と、ディスク上の物理的な変形に起因すでは、標本化周波数を録音から編集、カッティング、るバーストエラー部を分けて徹底したコンピュータシ

ディスクと一元化することにより音質の劣化が生じな

ミュレーションを実施した。この当時、ソニー本社

い最大の利点があり、既に、PCM-1600 で蓄積されてのコンピュータは IBM1340 一台しかなく、事務部門

いる多数のマスター音源をスムーズに利用するためのと共有していたが、給与計算していた IBM を強引に必要な条件であったのである。このことは、業務用か変更して夜中中シミュレーションに使ったため、給与ら民生用に至るまで標本化周波数が一本化されたこと計算が出来ず、給与の遅配を招き総務担当役員が怒鳴を意味し、画期的な判断であった。

りこんでくる始末であった。このめちゃくちゃな一か
月で、変調方式はウィンドウマージンを広げる方向で②量子化ビット数

ASAP 方式をフィリップスに提案できたのは、このフィリップスは CD を、車載機器を想定したイー

年の 3 月初めの事であった。又、ソニーの提案していジーリスニング用メディアとして位置づけていたのたエラー訂正方式は、隣接している符号をリードソロ

で、量子化ビット数は 14 ビットあれば、理論上 86db

モン符号に変更した方が、ハード構成が容易になるよのダイナミックレンジが得られ、民生用としては充分うな示唆を得て、開発した CIRC（Cross Interleaved

であると主張していた。事実、今までのアナログのカ

Reed Solomon Code）のエラー訂正方式である。

セットテープや LP レコードではせいぜい 70db 程度
であり、14 ビットで得られる 86db は遥かに高音質で東京）あった。さらに、当時 16 ビット用のキーデバイスは

今回の会議の目標は、前述した DAD 懇談会の提案

もっぱら軍需用や計測機用途のものが多く、民生用と期日の 1980 年 3 月末日に CD の基本規格の概要を間にして使う場合は、コストが 2 けたも違っていたので、合わせることにあった。合意した主な仕様は常軌を逸した提案であると見ていたのも事実である。

・第 4 回会議（1980 年 3 月 17 日、18 日、19 日①標本③

この様な状況の中で、ソニーは、デジタルオーディオ

エラー訂正方式：ソニーの新提案方式をベースに、隣ディスクは民生用といえども、クラシックやジャズに接符号をリードソロモン符号に変更した方式適用できる高音質システムにすべきとして、一貫して化周波数：44.1kHz②量子化ビット数 :16 ビット④ディ

スク径と再生時間：フィリップスは外径 115 ミリ /60

16 ビットの重要性を主張していた。

分を主張、ソニーは 127 ミリ /75 分を主張した。但し、「CD の使命は、それまでの LP レコードやカセット

この件はマーケティング事項として、両社経営トップ

テープよりも遥かに優れた録音時と同じ音質を、その判断に委ねることで合意した。残念ながら変調方式のまま家庭に送り届けることである」との主張が嚙に関しては実験中であり、積み残しとなったのである。

み合わなかったのである。当時ソニーは 1 チップ 16
ビットコンバータの開発の目途が立っていたし、コン①標本化周波数

ピュータが 8 ビット単位の処理が一般的であり、その当時、業務用途を含めてのデジタルオーディオの整数倍の処理は近いうちに到達する技術として認知規格の中では、いくつかの標準化周波数が存在してされていた。中島の“CD オーディオ談義”によるといた。一つは全米オーディオ協会（AES）が 1978 年「今後 21 世紀を展望するシステムとしては、たかだかにスタジオ規格として定めた 50kHz、もう一つが前

10db の改善では不十分であろうし、ここは将来を見述 し た ソ ニ ー の PCM-1 や PCM-1600 の 流 れ を 汲 む

越して、90db 以上のダイナミックレンジを確保する

44.1kHz（（525―30）ｘ 3 ｘ 30

ためにも 16 ビットにすべき」と判断していた。

NTSC ビデオ信号からの由来）。その整数倍（8/7）の 50.4kHz、そして 3

14

番目は、ヨーロッパの放送局やレコード会社で採用

14 ビット /16 ビット論争は議論の蒸し返しを重ねの検討をしていた電話のデジタル伝送（8kHz）の整ながら、焦点の定まらない不毛な議論が続いた。そん

数倍にあたる 48kHz 等であった。この中で、ソニーな中で、エンジニア同志最後のテストを「トライアン

が当初主張していた 50.4kHz、をとり下げて 44.1kHz

グルの音」を録音して比較することになった。チー

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchンという金属質の余韻に全員が耳を逆立てていたが、れ、ソニーは、次回にエラー訂正の最終案をフィリッ

Heemskark（フィリップス チーフエンジニア）の回プスに提示し合意されたのである。のちに、この方顧によると、「違いがないようだが、ひょっとしたら

式は CIRC（Cross Interleaved Reed Solomon Code）

あるのかも知れない」程度であった。しかし、フィと名づけられて、期待どうりの性能を発揮した。ここ

リップス側もエンジニア集団だったので、技術が許せで、幸運なことに、誤り訂正をバイト単位としたことば高音質にしておくことは異存がなく、この実験を最で、後から決めた信号変調方式もやはりバイト単位で後に、あっけなく標本化周波数は 16 ビットに決まっあったことから、CD はコンピュータとの親和性が高てしまったのである。

まり、CD-ROM の爆発的な発展に繋がったのである。

③エラー訂正方式④変調方式

対立のポイントは、バーストエラーに対しての見解

本会議では、変調方式の合意には至らなかった。第の相違であった。一般的に、光ディスクは生産工程を3 回会議で提案されたフィリップスの M3 方式とソどのように工夫してもディスクの欠陥をゼロにするこ

ニーが新しく提案した方式の比較検討が話し合われとは不可能である。その上、ディスク上に傷、指紋やた。ソニーの方式は、フィリップス方式に比較して高ほこり等が付着する。これが不正常な読み出しの要因

密度化に適しているが、指紋やスクラッチなどの外乱になっていることから、何らかの方法でエラーを発見

に対する安定性に疑問が残っていた。そこで、今会議して正常な信号に復元できる手段を講じておかねばな

では、ソニーの新方式でさらに 20％の高密度化が達成らないことは明白だった。ディスクの欠陥の大半は、されて、ビットのアシンメトリの影響も許容範囲内で1〜2 ビット程度の長さのランダムバースト（ショーあることが確認されれば同方式を採用する、さもなけ

トバースト）と呼ばれるエラーである。発生頻度も数れば M3 方式を採用することが合意された。しかし、10 回 / 秒と高いので、実験結果と数学的アプローチ

会議後、フィリップスはソニーの新提案に類似した変で効率的にエラー訂正するシステムをフィリップスは調方式の開発に取り組んでいる。これは、低域成分の提案してきた。一方、ソニーは、発生頻度は高くない

減小に更に取り組んだ方式で、のちの CD の変調方式

ものの、ミストラッキングや後天的にできる盤面上のになる EFM 方式の原型となる BES 方式であった。

傷や指紋による、比較的大きな数 10 ビット単位のロ
ングバーストと呼ばれるエラーに、訂正効率が高いよ

この第 4 回会議までで、ソニー/ フィリップスの規

うに実践的なシミュレーションを通して設計したもの格化交渉は、大枠を基本合意しており、DAD 懇談会を提案した。エラー訂正に対する基本的な考え方の違の提出期限に間に合わせられる基本条件が整っていいが、両社の合意を阻んでいたのである。

た。しかし、ソニー/ フィリップスが共同開発を続

最後の手段として、訂正能力を公開実験で評価する

けていたことは、DAD 懇談会メンバーは誰も知らなことになった。最初は、良品のディスク、2 回目はそかったのである。もちろん、ソニー、フィリップスがれにほこりやごみを付着させディスクは双方のエラー

単独で提案すれば問題はないのだが、両社の共同開発

訂正能力に違いは無かったが、3 回目に人為的に机のとなると、なぜソニーは、DAD 懇談会に伏せてフィ

上の砂で傷をつけたディスクは、当然ながらソニー方リップスとパートナーシップを結んだのかの説明をし式が優れていたのである。この結果に対してフィリッ

なければならない。特定の企業との契約やアライアン

プスからは、自社の方式のインターリーブ長を長くす

スは経営戦略的行為で、何の問題もないと考えられる

るなどの改良を加えれば、ソニーと同等の性能になるが、日本社会では、最も忌み嫌う行為として写り、大との異論も出て会議は紛糾した。

半のメンバーからは、怒りとそれを通り越した激高のしかし、フィリップスはソニー提案の改良型が、冗嵐を頂いたと中島は回想している。そのメンバーをと長度が 17% も改良されていることに注目して、自らりなした渡辺周（元日立製作所）、神尾健三（元松下ソニー提案の LSI までシミュレーションで推定して電器）らは、「ソニーがフィリップスと組んで CD の

くれて、必ずしも懸念しているコストアップ要因には開発者になっていたと当時の関係者は憤慨していたならないなど、協力的に変化してくれた。ここでやっが、今ではこんなことは当たり前である。その後のと両社は、ソニーの新しく提案した方式に基本合意しDVD の乱戦ぶりをみていると、あの時代 CD にかけたのである。更にこの方式に、当初用いられていたたソニーの行動力は天晴というべきであろう」（JAS

隣接符号をリードソロモン符号に変更する事も合意さジャーナル論文集）と回想を寄せている。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

15

・ 第 5 回 会 議（1980 年 5 月 13 日、14 日、15 日、 ア
イントホ―ヘン）・変調方式
この第 5 回会議の主要議題は、変調方式で、この交前回の合意に基ずき、ソニーが修正完成させたエラー訂正方式が合意され、正式名称も CIRC（Cross
Interleaved Read Solomon Code）に決まった。

渉は最大の山場であった。
フ ィ リ ッ プ ス の 提 案 し て い る M3 （Modified
Miller Modulation）方式は、DC フリーであるが、記一方、前会議で両社トップに一任されていたディス

録密度に難点があり、一方、ソニーの提案の方式は

ク外径とディスク厚さについては、4 月初旬にソニー

M3 に比べて低域成分が約 10db も多く、システムのの大賀副社長とフィリップスの van Tilberg（オー

信頼性にも難点を抱えており、実用上どの程度の記

ディオ事業本部長）が合意した仕様どうり , ディスク

録密度を達成できるか懸念があった。そこで、ソニー

外径 120mm、ディスク厚さ 1.2mm で確認された。元は、低域成分を減らした修正案を提案し、フィリップ

より、フィリップスの提案は、115mm で再生時間は

スは高密度記録に適した新しい変調方式を提案した。

60 分であった。この背景には、傘下のポリグラムの意

両提案共に、性能上大きな違いは認められなかった見が強く、①ディスクコストはディスク自身の製造コが、フィリップスは、ソニー方式のエラー伝搬を指摘

ストではなく、ソフトのコストであり、再生時間が長し、ソニーは、エラー伝搬はそれほど重要でないと主くなることは、その分コストアップになる。②オペラ

張し、フィリップス提案のハードウェアコストを問題を別にすれば、クラシック音楽であっても、その 90%にして、議論は平行線をたどり収束する気配はなかっ程度の曲目は 60 分以内である等の主張であった。そたのである。その上、いったん合意していた CIRC のれに対して、ソニーの大賀副社長は「有名な論陣」を破棄まで言い出したので、ソニーは帰国の準備に入っ張った。日本ではベートーベンの第九番の人気が高てしまった。このままでは、いままで両社が築き上げい。その演奏を一枚のディスクに収めてこそ新しいメてきた成果をすべて失うことになり判断はマネージメ

ディアとしての意味がある。それも、75 分あればどのントに委ねられた。Boegels は会議を一日延長する事

ようなテンポの指揮でも十分に収める事ができると主を提案し、和やかな夕食会を設定した。その席上で、張した。Tilberg は苦虫を噛みつぶしたような顔つき

改めて、両社の交渉の労をねぎらい、技術への尊敬とであったというが、いたずらにポリグラムを刺激しな敬慕を確認した。最終的に、中島が Boegels の提案をいことを条件に合意した。（CD 規格の発表文の再生時受け入れることで、変調方式は実質上の合意を得たの間は最大 75 分ではなく、“60 分”のままである。）

である。合意の内容は、フィリップスは BES 方式に

ディスク外径については、DIN 規格に適合した車載プ

ついて、サーボ回路の同期乱れ回復時間、ピットアシ

レーヤーの商品企画に端を発していると前述したが、ソンメトリの影響などをさらに検討する。一方、ソニー

ニーのエンジニアの検討では、最大 130mm までは可能

としては BES 方式のハード規模がリーズナブルな範との結論がでたので、それを Tilberg に伝えたところ

囲に収まれば BES 方式に同意するというものであっ「130mm は譲歩できないが 120mm なら OK」との事で、た。この会議の両社の対立を和らげるかのように次の大賀は「それで結構」と応じて 120mm にあっさり決まっ

有名なメモが添付されたのである。

た。ちなみに、ディスク内径の 15mm はオランダの 10

Philips and Sony agreed that contribution to

セント硬貨と同一径である。設計上の駆動モーターとオ

modulation as well as error correction from Sony

プティカルピックアップの整合で、内周の再生スタート

and Philips is equal.

径 25mm が決まり、ここから算出すると 10 数ミリが内

H. Nakajima    Tr. P. W. Boegels

径として適合していたのである。オランダ人特有の“茶ここで合意された両技術の特許は、両社の技術者の目っ気”から“デュペルッチェ”と呼ばれるこの硬貨は、名前で出願された。その意味でも、CD に対する両社

CD のセンターホールをすり抜けられる世界で唯一のコの貢献度は平等なのである。

インとして忘れられないシンボルになっている。CD の後に登場する DVD，Blu-Ray ディスクも全て内径 15mm

東京）を継承している。これはひとえに各種のディスクを同じ変調方式として、BES 方式を採用することとした

プレーヤ、レコーダで記録再生ができる互換性への配慮

が、正式名称は再検討項目とし、その後 EFM（Eightであるが、別の意味で、この世界最小径を持つ 10 セント

to Fourteen Modulation）方式と改めた。

硬貨の“DNA”が CD 以降の光ディスクに次々に遺伝しているようで“微笑ましい出来事”である。

16・第 6 回会議（1980 年 6 月 17 日、18 日

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

又、正式なシステムの名称は Digital Compact Discと本会議で決まったが、商標上の懸念から Compact

Disc Digital Audio と改称されて正式名称とした。そソニー/ フィリップスで合意した CD-DA 規格概略の他 DAD 懇談会にソニー/ フィリップス連名で、CD・演奏時間

74 分 42 秒

システムのプレゼンテーションを実施することも同時・ディスク径120mmに確認された。

・サンプリング周波数

44.1kHz

・量子化数

16bit

・誤り訂正符号

CIRC

・変調方式

EFM

以上の最終合意を持って、1979 年 8 月から始まったソニー/ フィリップスの CD 標準化作業は、1980 年
6 月をもって、第一段階を終了して、ようやく全世界に披露できる運びとなった。まだこの時点で、決定し参考文献

なければならないことは山程あり、ソニー/ フィリッ

1）
「コンパクトディスク

プスは、引き続いて第 2 段階の交渉に入っていったのである。図 2-4-1 に第 6 回会議終了後の記念写真を掲載した。

その 20 年の歩み」CDs21

ソリューションズ（2005）
2）「次世代オーディオに挑む」中島平太郎

風雲舎（1998）
3）「ソニー/ フィリップス会談備忘録」水島昌洋
4）「デジタル・オーディオの現状と将来の夢」中島平太郎

JAS ジャーナル（1988.3）

図 2-4-1 ソニー/ フィリップス第 6 回会議（東京、1981.6）

この一年後の 1981 年 4 月、ソニー/ フィリップス、
カラヤンの主催する CD のデモンストレーションが、ザルツブルグにおいて、音楽、レコード関係者を招いて盛大に開催された。これを皮切りに、6 月 27 日
ニュヨークでの正式発表を果たして、日本には秋の全
日本オーディオフェアに合わせて発表され、全世界デビューを果たしたのである。図 2-4-2 に日本での発表会の写真を掲載した。しかし、この時点では、未だ商品化に向けた半導体レーザー、光ピックアップ、信号処理 LSI 等のキーデバイスの目途は何一つ立っていなかったのである。

図 2-4-2 日本での CD 発表会（パレスホテル、1981.10）

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

17人力扇風機ようやくにして、1981 年 4 月、CD デモ機をお披露目することとなった。場所はかのカラヤンの住むオーストラ
リアのザルツブルグでの発表会である。あの 3 年前に盛田社長宅で、盗み録りに怒り、そののち音質を絶賛した巨
匠カラヤンからの自筆の手紙に「CD の最終デモが可能になった暁には、世のレコード業者、ジャーナリスト、音楽愛好家に対して、サルツブルグにて実験展示する機会を設けることはやぶさかではない」とあった。その言を頼って発表会が開催されることになったが、主催者は、フィリップスであり、ソニーであり、もちろんカラヤンその人であった。巨匠は自らプレーヤのボタンを押した。それが CD デジタルオーディオの素晴らしい音を公式に世界に流した一瞬だった。そのうえで、この発表会に駆け付けた大勢の関係者に「これは音楽愛好者へのギフト」と紹介した。この発表会に馳せ参じたベルリンフィルの前で、彼らが演奏した曲が CD から流れた。皆、口々に「自分の演奏を、この CD ほど美しい音で聞いたことは無い」と感激に咽んでいた。巨匠も「これに勝る何物もない」と呟いていたと中島は回顧している。
しかし、内情はこの期に及んでも、冷や汗の薄氷を踏む思いの披露パーティ―であった。お披露目をする CD デ
モ機は、ほとんどの仕様を満足する実用機であったが、未だ手作りで、テーブルの下の白い布で隠された中にはラックに組み込まれた膨大なデジタル信号処理回路が置かれていた。LSI 化するには間に合わず、数千個の IC、メモ
リー、抵抗、コンデンサーを基盤に配置してある代物であった。その回路基板から発生する熱はものすごく、風遠しの良い所では問題はないが、何しろ布で覆われたテーブルの下の空間での長い時間のデモでは、間違いなく温度が上昇して PLL のロックがはずれ、全体が作動しなくなる危険性をはらんでいた。
はじめは扇風機を回すことを考えてテストしてみると、扇風機のモーターから出る電磁ノイズが、膨大な電子回路にトラブルを招く恐れがあった。そこで背に腹は代えられず、“人力扇風機”即ち“うちわ”で回路基板を扇ぎ続けることにたどり着いた。しかしデモの最中なので、テーブルの下に皆に分らぬように身を隠して、扇ぎ続けることができるかは困難な状況であった。たまたま、ソニーから同行していた小柄なエンジニアに大役を命じ、デモの一時間ばかりをうちわで扇いでもらった。本人も汗みどろで苦行に耐えてくれたが、中島も脂汗が滲んでくるのを止められなかったと話している。全く綱渡りのお披露目であったが、何はともあれ CD はこうして産声をあげたのである。ザルツブルグに続いて、ニューヨークはヒルトンホテルで、そして日本ではパレスホテルでと、メインイベントが続いたが、何はともあれ全世界向けた“冷や汗もののデモンストレーション”は成功裏に終わったのである。

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国立科学博物館技術の系統化調査報告

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3｜CD の技術系統
3.1 光学方式の技術の系統使用できないが、この部分はディスクの信頼性確保のために、重要で、特にディスク端面からの水分の侵入

CD（ 約 0.7GB） を 起 点 と し た 12cm 光 デ ィ ス クを防ぐ技術対策が施されている。もし、コンテンツがの 世 界 は、 そ の 後 の 高 密 度 化 の 開 発 で DVD（ 約短く最外周に達しない場合は、そのすぐ後にリードア

5GB,10GB 弱 /2 層 ） を 経 て、2000 年 以 降 BD（ 約

ウト領域を置くことになっている。CD の場合、非接25GB/ 片面、50GB/2 層）まで到達した。応用範囲も

触光学系はディスク厚さを含んだトータル光学系とし多様化して、音楽のみならず、写真保存、映像分野て設計されるため、ディスク材料の光学的特性（屈折からアーカイブデータの保存用途にまで拡大してい率、複素屈折率等）を考慮する必要があり、殆どの材る。即ち、単純な光ディスクの記録密度の進展は、25

料は、ピット成形に最適な分子量の高機能プラスチッ

年（1980〜2005 年）で、約 25 倍の記録密度向上（多クの光学用ポリカ―ボネートが用いられる。ちなみ

層化技術を除く）を達成したことになる。その起点にに、CD 以降の光ディスクは、CD と互換性を確保すなった技術で最も重要な項目は、非接触信号検出の光るためにディスクのパラメーターは基本的に同じで、学式ディスクを採用したことにある。ここでは CD に

光を透過させる層の厚さだけが違い、DVD は 0.6mm、採用された光ディスクの物理的外形からその信号をBD は 0.1mm である。CD の場合、前章で記述した様読み取るための光学系の要素技術の系統を記述する。

に約 74 分のべートーべンの第九が入るように設計さ基本的には、CD で熟成された要素技術は、記録密度れているので、CD の記録容量は 0.783GB（44100 ×が大きくなった DVD、BD でもそのまま引き継がれ、（（16 × 2）/8）× 60 × 74 × 10-9）まで可能になる。

12cm 光ディスク分野の技術の核をなし、今でも実用に供されて日々系統技術の発展が続いているのである。図 3-1-1 に CD を起点にした 12cm 光ディスクの世界を俯瞰した概念図を示した。

図 3-1-1 光ディスクの世界

3.1.1

光ディスクの形状

CD の外形図に関しては図 3-1-2 に示した通りで、直径 120mm、センターホール径は 15mm、厚さは 1.2mm

図 3-1-2 コンパクトディスク（CD）外形図・断面図

で あ る。 コ ン テ ン ツ が 入 る プ ロ グ ラ ム 領 域 は 内 径

光学式ディスクの原理についてその概念図を図50mm（半径 25mm）から始まり、外形 116mm 迄（半3-1-3 に示した。CD の場合その最大の特徴は、信号が径 58mm）である。その前後にリードイン（46mm～

ディスクの表面にあるのではなく、ディスクの中に50mm）、リードアウト（116mm～117mm）と呼ばれあることで、基本的に 3 層構造で出来ている。即ち、るエリアがあり、光ディスクはこの信号を読み取りコ

レーザー光が透過する基盤層、信号層＋反射層、それントロールすることになる。又、クランピング領域もに保護層である。これらのディスクの記録再生を行う

定められており、外形 26mm～33mm までは、ディスには、特定のレーザービーム（CD は 782nm の半導体

クを回転軸に固定する領域に使う。コンテンツの外形

レーザー光）を図 3-1-3 のように下から照射して、信は 116mm 迄のため最外周の 2mm 程度は、結果的に

号面に集光させる。図の信号面の上部の反射層から

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

19

戻ってくる光が、信号面の物理変化により光の強度が変調されることを用いて光検出器に導き電気信号に直して、色々な信号処理を経て音楽信号や映像信号になる。実際の信号面の概略は図 3-1-4 に示した。ピットと呼ばれる穴がランダムに配列されている様子が見て取れる。そのピットは長さ約 0.9～3.3µm（EFM 変調のため）、巾約 0.5µm、トラックピッチ約 1.6µm で成型されている。ピットの深さはサーボ用の信号との関係があり、基本的にはレーザー波長λの 1/4 程度でポ

図 3-1-5 光ディスクで発生する誤差

リカ基盤の屈折率 1.5 を加味して、約 100nm 程度である。即ち、CD の表面には前述したピットが全面に

一方、CD では、径により線速度が一定になる CLV

わたって記録されていることになるが、各仕様には誤（Constant Linear Velocity）という方式を採用してい差が含まれているので、CD の開発は、この誤差をどる。基本的には、記録密度を上げるために採用した技のように補正して正確に信号を獲得するかが技術の鍵術で、CD の場合線速度は 1.2m/s～1.4m/s（代表的なであった。具体的にディスク周りで発生する物理的値は 1.25m/s）であり、回転数はおよそ 200rpm（最な誤差（デビエーション）については図 3-1-5 にまと外周）から 600rpm（最内周）程度である。従来のめてみた。その中で、大きな数値は、成形性を考慮し

LP レコードは、CLV とは対にある CAV（Constant

たプラスチックの基盤で、ディスクのそり（Vertical

Angular Velocity）で、33 1/3 回転などの一定回転のdeviation）は± 0.6 度も許容されており、その数値は、系である。記録密度の観点からは、外周比を n とす

ディスクが普通に平面において約 1mm も反っていてると、CLV は CAV に比べて（n ＋ 1）/2 倍になり、も良いという規定である。その上、偏心は回転軸の誤CD の場合 n ＝ 2.4 ぐらいだから、1.7 倍も記録密度が差を含めて 70µm もあり、焦点を合わせる誤差も±上がったことになり、74 分の第九を一枚の CD に収0.5mm もあり、当時の技術では、完璧なサーボシステ

める事が出来た。ちなみに、CD は、1～2 曲の楽曲をムを完成させることは不可能に近い状況だったのであ入れるための外形が 80mm の CD シングルが規格化る。幸運にも、ディスクの成型精度が徐々に上がってされた。特に日本の音楽マーケットで普及したが、外きたことで、据え置き型のハードウェアでは、何とか形を除いて他の仕様は、内径、音楽スタート径等すべ信号の検出は間に合わせることができた。しかし、2て 120mmCD と同一であり、互換性は完璧にとるこ

年後の 1984 年に発売したポータブルタイプのプレーとが出来たのである。

ヤでは、抜本的な音飛び対策を施す必要に迫られ、大変な努力と試行錯誤の連続があったのである。

3.1.2

非接触光信号系検出技術

CD の重要技術に、光を用いて「非接触で信号検出」
を行うという大きな特徴がある。光ディスクの形状については前述した通りだが、そこに埋め込まれている
信号をどのようにして検出するかについては技術の系統として重要な項目である。ここで用いる光は、次のような要件を満たす必要がある。
①集光光学系により、ディスク内の信号ピットと同
図 3-1-3 光ディスクの原理図

じ程度の大きさのスポットまで、集光出来る干渉性の良い光であること②小さなピックアップに搭載するため小さな発光体であること③信号を S/N よく読み出し、または書き込むために十分な光量が得られること
即ち、光学系は一点に小さく光を絞り、この光が、

図 3-1-4 光ディスク信号面概略図

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国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

ディスクに刻まれたピットにより回折されることを利用
して信号を読み出す方式である。この他に、光の性質を表す要素に、コヒーレンスという言葉があるが、光の集1982 年当時、半導体レーザーの波長λは 780nm が

光には空間的コヒーレンスが重要で、空間的コヒーレン

やっとで、試作品が非常に高価で調達が出来なかっスの良い波面のそろった光をレンズで集光させると、ほた。ようやく量産レベルに達した技術レベルでも 10k

ぼ一点に絞れるが、インコヒーレントな波は、異なった

個 / 月を作る能力は、シャープ（株）の天理工場が唯方向の波面が重なってやって来るので一点に絞ること一の生産拠点だったのである。その後、CD プレーヤは出来ない。これは発光源の選定に大きな要因で、例の生産が指数関数的に増加する 1985 年頃を境に、そえば、発光ダイオードは、インコヒーレントな光源なのピックアップのキーデバイスとして増産軌道にのので発光面以下の大きさにまで集光できない。しかし、り、最盛期には約一億個 / 年以上もの生産量になり、半 導 体 レ ー ザ ー（Light Amplification by Stimulated

ソニーも自社生産を開始した。半導体レーザーは、Emission of Radiation）は言葉通り誘導放出を利用した

1996 年の DVD 導入で波長λは赤色の 650nm になり、

光で、空間的コヒーレンスが極めて良い光源であり、光2003 年の BD 導入で青色の約 400nm の短波長に発展

ディスクにとっては理想的な光で①の条件を満たしてい

して、現在でも数多く生産されて光ディスクのキーデる。又、半導体レーザーの結晶自体非常に小さいので、バイスとして使用されている。

②の条件は充分に満たしている。③の条件の S/N につ

一方、レンズの NA については、半導体レーザー

いては、再生信号系の信号対雑音比（S/N）の要求からと同じで、その時代に量産可能なレンズを使用してき決まるが、一般的に、光ディスクのノイズはレーザーノ

たが、この NA はビームスポット径を定めるだけでイズ、ディスクノイズ、光検出器とプリアンプのノイズなく、光ディスクにおける重要なファクターを決定し等があり、設計上注意する必要がある。光ディスクに用ている。図 3-1-5 に示したように光ディスクの信号検いられた半導体レーザーの詳細については、後節（オプ

出には、色々な誤差の補正が必要である。レンズ NA

ティカルピックアップ）で記述する。

との関連では、①焦点深度＝λ /NA2

一方、光は波動であり、幾何光学では無限小の小さ

傾き許容度∝λ /NA②ディスクの③ディスクの光透過層の厚みな一点に集光することはできるが、波動光学的観点

むらに対する許容度∝λ /NA4

からは、レンズの回折の影響により、集光した時のムとしては NA が小さい方が設計は楽になる。①のビーム径は有限の値を持つ。一様な強度分布を持つ

焦点深度はλ＝ 0.78、NA ＝ 0.45 を入れると± 1.9µm

平行ビームがレンズに入射した場合、その集光ビー程度になりフォーカスサーボの残差がこの中にはいっ

ムは、エアリーディスク（Airy Disk）の形をするこていれば良い。②のディスクの傾きに関しては、ディとは知られている。図 3-1-6 に概念図を示したが、中スクの反りなどのためにディスクの信号面と光ピック

央スポットに全エネルギーの約 84% が集まっている。

アップの光軸が直行しなくなり、この結果光学系はこの中心円径は 1.22 ×λ /NA で表す。この NA は開色々な収差を発生するが、その一つはコマ収差で、も口率（Numerical Aperture）と呼ばれる数値で、NAう一つが球面収差である。この収差の典型的な例を＝ｎ× sin θで表され、λは光の波長、ｎは通過する

図 3-1-7 に示した。いずれも小さな点に集光された光

媒体の屈折率である。CD の場合、λ＝ 780nm,

NAが、コマ収差がある場合は彗星のような形になり、球＝ 0.45 で、Airy Disk 径 ＝ 1.22 × 0.78/0.45 ＝ 2.1µm

面収差の場合は、右側の映像のように、中央の集光点程度となる。この式から、光を小さなスポットに集光の周りにたくさんの光が見え、ソフトフォーカスのよさせるためには、λは小さい方が良く、NA は大きい

うになると考えられている。使用している光を限界ま方が良いことが分かる。

で絞って、ピットという部分で干渉させる物理現象をとなり、光学システ

使う信号の読み取り原理では、収差は記録再生の限界内に抑える設計をするか、補正されなければならな
い。CD の光学系はプラスチック基板の厚さを透過する光を含んだ光学系として設計されている。基本的な信号検出の原理は、CD の場合波長λ＝ 780nm のレー
ザー光はレンズ、ディスクを通して集光されてディス
クの信号面のピットで回折されて、戻って来ない光と物理的に変化のない所から戻ってくる光が変調される
図 3-1-6 集光した光の強度分布ことを用いた信号の検出が行われる。この状況を、図3-1-8 に光ディスクの信号検出の概念図として示した。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

211250 本 /mm になり、1846/1250 ≒ 1.48 で、信号を 1.5倍の周波数帯域で読み出していることになる。

図 3-1-9 光ディスクの伝達関数概念図

図 3-1-7 光学系のコマ収差と球面収差

当然、理想的な光学系と実際の光学系の間には、色々の要因で MTF、PTF 等が劣化する。①レンズ系
そのものの収差
差②ディスクの厚さむらによる球面収③ディスクの信号面と光軸の傾きによるコマ収差④フォーカスサーボでとりきれない信号面の不完全さ等が主な要因で、これらの項目に対して、マージン確保の設計をするか、または、積極的に補正機構をつける等の対策が必須になり、ハードウェアの安定性の鍵
図 3-1-8 光ディスクの信号検出原理になる。

もう一つ重要なパラメーターの中に、光学系の持っている周波数特性がある。基本的には、カメラのレン

3.1.3

信号検出のためのサーボ技術

ズと同じで、光学系の伝達関数として OTF（Optical

光ディスクの信号検出のためのサーボ技術は、大きくTransfer Function）と呼ばれるもので、一般的には

分けるとフォーカスサーボとトラッキングサーボに分類

複素数で表す。OTF の絶対値が MTF（Modulation

される。前者は、回転しているディスクの上下の動きにTransfer Function）と呼ばれるもので、振幅の伝達追従するもので、常に信号面に焦点を合わせるための技

関 数 を 表 す。 一 方、OTF の 虚 数 分 が PTF（Phase術である。後者はディスクの回転に伴い真円との誤差がTransfer Function） と 呼 ば れ 位 相 特 性 を 表 す。 図

生じるので、常に一定の信号トラック上に光の焦点を固

3-1-9 に一般的な光学系の伝達関数の概念を示したが、定させ、連続的に信号を取り出す技術である。光ピック

CD の様な光学系では、一つのレンズが光を集光してアップの主要な技術で基本的に誤差信号をどのようにしディスクの信号面を照射して、そこのピットで変調さて検出するのかによって、いくつかのタイプがそれぞれれて戻ってきた光を同じレンズで集めるから、OTFのサーボ方式で存在する。このサーボ方式は、「LD のは二つの円形開口の自己相関を求めれば良いことに開発実用化に関する系統化調査」（Vol. 21）と一部重複なる。一般に、空間周波数即ち光学系のカットオフ

するところがあるので、簡潔に記述する。

（ｘ）はｘ＝ 2NA/ λで表されるので、CD の場合は

22

λ＝ 0.78µm、NA ＝ 0.45 を入れるとｘ＝ 1.154 × 10⁶A）フォーカス誤差信号検出方法になる。つまり、1154 本 /mm の空間周波数が読み出

大きく分類すると、フォーカスサーボ方式は誤差信せる限界ということになる。CD の場合は最小ピット号の検出の方法で 3 種類に分類される。一番多く使用の大きさは 0.87µm だからこのピット列の持つ基本空されている技術は、非点収差（Astigma）による誤差

間周波数は 1/（1.87µm × 2）＝ 0.581 × 10⁶ となり、信号検出機構である。図 3-1-10 にその概略図を示し

581 本 / ｍ ｍ の密度になるので、1154/581 ≒ 2 と なた。ディスクから戻ってきた光ビームを途中のビーム

り、信号は 2 倍の周波数帯域で読み出していることにスプリッターで分光して焦点を結ぶ面に 4 分割した光なる。ちなみに同じような数値を入れた DVD の場合センサーを配置しておく。ビームスプリッターと光は、1846 本 /mm が空間周波数の読み出せる限界で、センサーの間にシリンドリカルレンズを配置して置く

ピット列（最短ピット 0.4µm）の持つ基本周波数はと、光センサー上の光ビームは、焦点が合ったときに

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March図の j 点のように丸くなり、一方、ディスクの焦点がて、センターホールの誤差は 15mm ± 0.1 で、最大ではずれた時は光センサー上のスポットは楕円形に縦横100µm の大きさで、集光ビームを固定した場合約 70に変化する。4 分割された光センサーからの信号を 4

本ものトラックを横切ることになる。その他にピットつの出力差、｛（①＋③）−（②＋④）｝の演算を行うの成型誤差や真円との誤差が重なりこれより更に大とその結果は 0 になる。この演算結果がフォーカス誤

きな値となる。図 3-1-11 にトラッキング補正の概念

差信号になる、即ち、ディスクがレンズに近づくと反図を示した。3 スポット方式は、光学式のビデオディ

射光の結像面は遠ざかることになるので、j 点に置いスクに採用された方式と基本的に同じである。中央のた 4 分割センサー上の像は縦長の円になり、フォーカ

信号を読み取るビームの前後で 2 つの副ビームを用意

スの誤差信号はマイナスになる。又、ディスクがレンし、副ビーム A,B ともにわずかにトラックにかかっズから遠ざかると、逆に横長の円となるため、フォーている程度に、主ビームスポットはトラックの真上に

カス誤差信号はプラスとなり両極性の誤差信号を得る

来るようにする。トラックが上下に動くと副スポット

ことができる。その他の方式として SSD（Spot SizeA,B は回折により戻ってくる信号量が変化するので、Detection）方式やフーコー方式があるが、基本的に両極性の誤差信号が得られる。すなわち、一本のト

ディスク上の焦点の変化を光センサー上のスポットのラックのどちら側にずれているかの情報と、ずれの量

形状の変化として捉え、増幅して誤差信号にする技術の情報が得られることになる。この方式は CD で最もは同じである。

多く使用されているトラッキング誤差補正方式だが、副スポットを発生させるために回折格子が必要になることや、主ビームの効率が良くない等の欠点があり、特に記録メディアである CD-R 等では、主ビームの利用効率を最大限にしなければならないので、DPP な
どの方式に移行していった。

図 3-1-10 フォーカスサーボの原理

B）トラッキング誤差信号検出方式
信号を検出するために、トラック方向の誤差をどのように補正するかの技術は光ディスクの中では特に重要な技術である。CD では 3 スポット方式、プッシュ・プル方式（Push-Pull）等が主に使われた。プッシュ・

図 3-1-11 トラッキング補正の概念図

プル方を改良したトラッキング信号検出方はデファ
レンシャル・プッシュ・プル方式（Differential Push-Ⅱ）DPP 方式＆ DPD 方式

Pull）とデファレンシャル・フェーズ・デテクション

両方式ともに、1 ビームで誤差信号を検出できる優れ方式（Differential Phase Detection））とに分けられる。

た方式である。これは、ピットにより回折反射されて、前者は主に CD-R 等のピットの無いグルーブのある 記

再び対物レンズに入射した光の強度分布が、ピットと録メディアシステムに活用されて、後者は CD-DA/CD-

スポットとの相対的な位置変化により変化することを

ROM の様な再生専用システムに用いられた。

利用している。対物レンズ以外の所でも回折されたパターンは観測できるので、光の強度分布をトラックのⅠ）3 スポット方式

方向に沿って、2 分割されたフォトデテクター（PD）

光ディスクは、前述したようにピット又はグルーブで受ければトラッキングの誤差信号を検出することがという信号が入った円盤を回転して信号を読み取る。

出来る。図 3-1-12 にプッシュ・プル（Push-Pull）によ

当 然 そ の 精 度 は、 ト ラ ッ ク ピ ッ チ 約 1.6µm に 対 しるトラッキング誤差信号検出の概念図を示した。しかコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

23

し、トラッキング誤差信号を安定して検出するための一方、DPD 方式も Push-Pull 方を改良した優れた技術的工夫は色々あり、RF 信号が最も大きくなるピッ方式である。図 3-1-14 にその概念図を示したが、大トやグルーブの深さがλ /4 では、検出する信号は小さ

きな利点は①ピットの深さの影響をあまり受けない

くなってしまうので、ビットの深さをλ /4～λ /8 の間点に設定して、誤差信号を出るようにしたり、オフセッ

いため、一体構造を持たない光ピックアップのトラットの発生を抑える技術や、レーザーの戻ってきた光をキング方式として適していることである。DPD 方式

発光しているレーザーにそのまま戻すとノイズが増加

では、基本的にビームとピットの相対的な位置変化にしてしまうためのノイズキャンセリング技術等は、RFよる光の強度分布を、4 分割した光検出器で検出し演信号を正確に確保するための重要な技術である。

算した信号をトラッキング誤差信号として使用する。

②光検出器上でビームが動いてもあまり影響がな

即ち、HF 信号は 4 分割した光検出器（a ＋ b ＋ c ＋d）の和で表される高周波信号の意味で、プレーヤの光の周波数特性により帯域制限された変調の信号である。対角線誤差信号は｛（a ＋ c）−（b ＋ d）
｝で表され、トラックがビームの中央にある時は、対角線誤
差信号はゼロで、ディスクの回転と共に図の矢印の方向にずれて進んだ場合には正弦波状の出力となる
図 3-1-12 プッシュ・プル方式によるトラッキング誤差

が、HF 信号に対しては位相が 90°ずつ正・負にずれ

3 ビームを用いてこのオフセットを克服した技術がている。HF 信号を基準にして対角線誤差信号の位相

DPP と呼ばれる方式である。図 3-1-13 に DPP によるトを検出すれば、両極性のトラッキング誤差信号を得る

ラッキング誤差信号検出の概略を示したが、レーザーかことができる。実際にはヘテロダイン検波法や位相差ら放出された光は、回折格子で 3 つに分けられる。中心法が誤差信号の検出手段として用いられる。DPD 方の強い光量ビームが記録用の溝にいるときに両サイドの式はピットの存在している光ディスクが前提であり、ビームは溝と溝の間に入るように回折格子を動かす。そCD-DA や CD-ROM に主に用いられ、記録光メディの上で、光検出器を 3 つのビームのそれぞれにトラッキ

アの CD-R 等には用いられず、DPP 法を用いてトラッ

ング方向に分割し、それぞれの引き算をして中心ビーム

キング誤差信号を得ているケースが多くみられる。

の Push-Pull とサイドビームの Push-Pull をそれぞれ演算する。その後、サイドの Push-Pull のゲインを調整して足し合わせれば、グルーブとランドのそれぞれのオフ
セットが逆相になり、オフセットのない Push-Pull 信号が得られ、主に CD-R や DVD-R の記録システムに多く用いられている。記録系の CD-R/RW 等については、グ
ルーブの作り方が特殊で、再生系では読み取れない程度にグルーブをウォブルさせてアドレス信号を記録する方法等があるので、第 7 章の記録型 CD の登場で記述する。

図 3-1-14 DPD 方式によるトラッキング誤差信号検出

図 3-1-13 DPP 方式によるトラッキング誤差信号検出24

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

3.2 オプティカルピックアップ（OP）の技
術系統
CD を構成する要素技術の中で最も重要なデバイスに、オプティカルピックアップ（Optical Pickup）という信号を検出するシステムがある。主な構成部品
は、半導体レーザー（Laser Diode）、対物レンズ、フォトダイオード（Photo Diode）及び各種光学素子などである。半導体レーザーの詳細は、3-2-1 で記述する

図 3-2-1 CD 用対物レンズの発展

が、光源として、光ディスクに記録された信号を読み取るためには、信号を記録したピットより少し大きめ

さて、光ピックアップの形式は、大きく分類するの径を持つ集光された光が必要である。いわゆる発光と偏光型と無偏光型に分類される。図 3-2-2 に光ピッダイオード（Light Emitting Diode）では、チップのクアップの構成を示したが、その中の（a）偏光型は、発光部分が無限に小さな点ではなく、有限の大きさを

光ピックアップの最も初期の形で、今でもディスクもつため、光ディスクのピットと同じ大きさまで光をの信号面にレーザーパワーの必要な記録系の OP に用絞り込むことが出来ない。また、光ディスクの信号のいられている。半導体レーザーの偏光方向は直線な

読み出し原理は、ピットの表面とピットの底辺からのので、それと合わせた方向を通過する偏光ビームス

光の干渉で得られるので、ある程度のコヒーレンスがプリッター（Polarizing Beam Splitter）を配置する。

必要で、その意味でも半導体レーザーは最適である。

半 導 体 レ ー ザ ー か ら 出 た 光 は 1/4 波 長 板（Quarter

一方、対物レンズも重要なデバイスである。CD 開

Wave Plate）を通して円偏光になりディスク面に焦点

発の初期の頃は、顕微鏡の対物レンズがその技術的なを結ぶ。ディスクから戻って来た光は、再び QWP を

仕様を満足した唯一のレンズであり、顕微鏡と同じ通り直線偏光になるが、行きと違った偏光なので PBS

複数枚のガラスレンズを使っていた。これは、当時ので 90. 度折れ曲がりフォトダイオード（PD）の光検出

レーザーディスク（Laser Disc）に使われていたもの

器に集光する。この方式の問題点は、光の偏光を用いで、非常に高価で量産にも不向きなデバイスであっているため、ディスク上の偏光性の欠陥に対して、実た。この大きな位置を占める対物レンズを、何とか際の欠陥長より大きく検出されてしまうことである。

安価に小型で量産性のあるデバイスを開発しなけれ

例えば、ディスクの成型時に異物が混入して、周辺のば“CD の発展はない”との至上命令に、血のにじむ

屈折率が変化したように見える場合は、実際の欠陥よ

ような努力と試行錯誤が続けられる事となった。たどり数倍大きく検出してしまい、サーボ系の不安定さり着いた結果が、一枚構成の非球面成型レンズであっを助長してしまう。偏光系の OP はこのような欠点をた。これは、非球面の金型を加工するマシニングセン

持っているために、再生系の CD には、あまり使われターの進化に依存するところが大きいが、量産性、コなくなってきているが、記録面でのパワーを必要とす

スト面等、全てに理想的な対物レンズの実用化に成る記録系の CD-R システム等は今でも主流である。

功したのである。直径わずか 7mm 強の非球面プラス
チックレンズの開発には、苦難の開発史があるので、
3-2-2 に、その開発に携わった技術者に敬意を表して、その経緯を記述に残した。図 3-2-1 に CD 用対物レン
ズの進化の状況を示したが、現在は外径、重量供に更なる小型化技術が取り入れられて、約 3mm 程度までの超小型非球面プラスチック対物レンズが実用になってきている。その上に、後の DVD/CD の互換性をと

図 3-2-2 光ピックアップの構成る技術では、780nm と 680nm の 2 波長のレーザー用（b）無偏光型は偏光型の PBS をハーフミラー（Halfに、非球面プラスチックの表面にホログラムが作られ

Mirror）に置き換えて、QWP を取り去ったものであて、0 次光と１次回折光を作り、それぞれの互換性をる。この構造では、ディスクから反射した光がレー取る技術まで発展している。

ザーに戻ってしまいお互いに干渉してノイズ問題を起こしてしまう。半導体レーザーは、一般的にはいくつコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査25

もの波長が混ざって発振しており、それぞれのスペク
トルは発振しやすい波長の集合体と考えられている。
パワーを上げていくと縦モードで単一モードに変化していくが、縦モードがマルチモードの方が、戻り光によるノイズの影響が少ないことは実験で確かめられている。近年、この戻り光に強い半導体レーザーが開発されたために、最も多く使用されている再生系の光
ピックアップは、この無偏光型である。
もう一つ、光ピックアップの形式に、無限系と有限系の 2 方式がある。一般的に無限系とは、対物レンズに入射する光が平行に入る方式を言うが、初期の OPの光学系に良く使われた。しかし、OP を構成する光学部品が高価で多い等の欠点があり、これを改良し

図 3-2-3 有限倍率光学系（KSS-210, 213）て、最小の部品点数で成り立つ有限系の光学系が開発

また、このような光ピックアップは実際どのようなされた。有限系方式は、対物レンズがフォーカスサー

ハードウェアに使用され、技術史に名を残しているかボのために上下した時に発生する球面収差や、トラッについて調査してみた。これは、ソニーにおける一例

キングサーボのためにラジアル方向に左右に動いた時に過ぎないが、技術の系統的な発展が明確に見えるのも別の収差が発生するなどの、使いづらさはあるが、で、1980 年の試作段階から最盛期を迎える 1993 年ま現在はほとんど有限系の光ピックアップで商品化されでの OP とハードウェアの俯瞰図（一部）を図 3-2-4（1ている。

〜3）としてまとめた。この中で、1982 年に発売した
CDP-101 に使われている OP は、無限光学系の KSS-

この様な中で、最も多く光ディスクシステムを生100 で、いかにも大きな対物レンズを内蔵しているこ

産、発売したソニーは、OP もほとんど自社生産してとが良く分る。其の仕様は KSS-150 とほぼ同じであいたので、オプティカルピックアップの技術系統とり、派生機種の KSS-151,KSS-190 は当時の CD プレー

して調査し列記してみた。表 3-2-1 にソニーにおけるヤのすべてに採用されているものである。部品点数をCD 用光ピックアップを分類してみた。最も多く出荷減らした有限系の OP が登場するのは、1990 年頃かさ れ た OP は、 有 限 系 の KSS-210 及 び KSS-213 で、らで、コストは劇的に下がり、プレーヤのビジネス

最盛期には、月産 500 万個以上が海外で生産された。

が急拡大して行くことになる。その後、CD-ROM や勿論、その設計は最小部品点数で、対物レンズは非球

CD-R の発展に伴いコンピュータの端末デバイスとし面プラスチックレンズを使って、光検出器も IC 化して不動の地位を確保して、それに伴い、光ピックアッて究極のディスクリート光ピックアップを完成させた

プの需要、生産は急激に拡大して、海外生産を含めてもので、図 3-2-3 にその設計概略図を示した。この機

全世界で約 2 億台 / 年を超える一大産業になったので

種は、現在も主力機種として生産が続行されて、色々ある。残念ながら、現在日本で生産している OP は、なブランドで市場導入されている。

業務用の高信頼性、高記録密度仕様の特殊なものに限表 3-2-1

CD 用ピックアップの分類られる。その意味で、高付加価値な、多品種少量生産が日本の産業形態としては適しているのかもしれない
が、技術の産業遺産としては、跡形もなく消え去って
いて、過去の栄光だけが語り継がれているのである。
3.2.1

CD 用半導体レーザー

半導体レーザーとは、文字通り「半導体」と「レーザ ー」 を 組 み 合 わ せ た 言 葉 で あ る。 英 語 表 記 で「LASER」 と 記 し、Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation の頭文字を取った合成語で、直訳すると「放射誘導放出による光増幅」となる。半導体
レーザーが出現する以前（1970 年代〜1980 年初頭）は、

26

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

発が始まっていたことになる。技術の成果は、偶然の産物ではなく、その先見性と地道な技術者の血のにじ
むような努力によって生み出されるものであるとの至近な証左であると心から敬意を表するものである。
シャープは独自の P 型 GaAs 基板を使用した VSIS
（V-Channeled Substrate Inner Stripe）構造の開発に
より、課題であった製品寿命を他社に先駆けて 4 万時間まで延ばすことに成功し、業界初めての CD プレー
ヤ用赤外半導体レーザーの量産に成功したのである。
図 3-2-4 CD 用ピックアップの系統（1）VSIS 構造とは、結晶内部に V 型の溝を作り、電流を流す領域を絞り込むことによって効率的にレーザー光を取り出せる方式である。図 3-2-5 にシャープで開発した VSIS 構造（シャープ技報より）の実例を示した。

図 3-2-4 CD 用ピックアップの系統（2）

図 3-2-5 シャープの VSIS 構造

CD は、半導体レーザーの 780nm の波長をベースにシステムがすべて設計されている。この光は、一応可視光に分類されているが、実際は、暗い部屋で白い紙を用いてやっと確認できる程度の光である。CD の再生に用いられるのはディスク盤面で 0.5mW 程度、光ピッ
クアップの利用効率から見ても、元パワーは 3〜5mWもあれば十分である。しかし 1980 年代末ごろから、
パ ソ コ ン 用 の CD-ROM ド ラ イ ブ、1995 年 頃 か ら は
図 3-2-4 CD 用ピックアップの系統（3）CD-R/RW ドライブが普及し始めると同時に、高倍速記録 / 再生競争が起こり始めた。それに伴い、CD-R/

小型のガスレーザーを用いていた。最も一般的なガス

RW の記録速度を向上させるためには、半導体レーザー

レーザーは He-Ne レーザーで波長が 632nm の赤色レーの光出力を向上させることが必須になってきた。記録

ザーで、民生用には LD（レーザーディスク）等で使用するためには CD-R の最高速で基準速度の 16 倍位としていた。しかし、外径が約 300 × 30mm もあり、そのして、これに最適な記録波形で記録するときのピーク

上、特殊な高圧電源を必要としていたため、CD の様な値は約 30mW 程度を必要とする。光学系の効率、記録

小型民生用の機器には向いていなかった。1980 年代に入波形（Write Strategy）にも依存するが、2000 年代にり GaAs（ガリウム砒素）をベースにした赤外半導体レー入って半導体レーザーの高出力化の技術が進歩して、ザーの開発に目途がついて来たが、これを実用化し量産

200mW を超えるようなレーザーが用いられるシステム

できたメーカはシャープ（株）唯一社であった。

も登場しはじめ、48 倍速用の CD-R 記録用の赤外高出

半導体レーザーの発光の原理等については専門書

力レーザーもシャープから実用化された。赤外半導体が数多く出版されおり、詳細は省略するが、シャーレーザーの宿命として、高出力化、高速倍記録、小型

プ（株）技報によれば、半導体レーザーの研究開発は（薄型）、低価格競争がおこり、これに勝ちぬくための1960 年代初頭に遡ると記述されている。実用化が始ま対策が各メーカーの業務効率改善や開発スピード向上

るのが 1982 年のソニーの CDP101 に搭載された時となどを加速させ、体力を鍛えあげていったことにより、

すると、その 20 年も前から、半導体レーザーの基礎開

新たな DVD/BD 機器への継承となったのである。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

27

一方ソニーは、1985 年に、独自に開発を続けていたした大変高価な部品であった。これでも顕微鏡メーカ

MOCVD 技術（Metal Organic Chemical Deposition：

としては、大奮発した価格であったが、CD プレーヤ

有機金属気相成長法）を用いて CD 用赤外半導体レーを商品化する電機メーカは、更に一桁も二けたも価格

ザーの生産を開始した。有機というのは炭素を意味を切り下げたいと考えていた。電気メーカの技術者のし、例えば、ガリウムは（CH₃）₃Ga（トリメチルガ

中に、物理や応用物理を専攻した有志が集まり、このリウム）という有機金属にしたのち、キャリアガスで課題に対処すべくレンズ設計に挑戦するプロジェクト

気体にして高温に加熱された GaN や GaAs 基板があが作られたのが、1984 年頃のポータブル CD プレーヤ

る反応室に送られ基板上に薄い膜を成長させる。In、を世に出した直後の事であった。勉強会を重ねコマ収

Al もあるいは P 型、N 型にするための不純物もこの差や球面収差の計算もできるようになり、実際に光学ような気体で供給されるため、高品質の薄膜の成長

レンズを作って試行錯誤を積み上げていたので、そので多層構造を作る技術である。当時は、LPE（Liquid

間に非球面レンズの可能性について、自身で設計でき

Phase Epitaxy； 液 相 成 長 法 ）、MBE（Molecular

るレベルまで到達していた。CD で使われる光の波長

Beam Epitaxy：分子線エピタキシー法）などの方式

は 780nm のレーザー波長 1 本なので、レンズに色消しが各社で検討されていたが、量産性に富む MOCVDは不要であり、非球面を導入して設計すれば単レンズ

が 業 界 の 標 準 と な り、 そ の 後、DVD 読 み 取 り 用 ので可能であるとの結論は容易に推測がついたのである。

650nm 赤外半導体レーザーや Blu-Ray Disc 読み取り

まがりなりに設計を終了してみたものの、金型製作は用の 450nm 帯青紫色半導体レーザー生産にも応用さ

試行錯誤の連続だった。しかし幸運にも恵まれて、無れている。初期のレーザー製品は消費電力が大きかっ

機のガラスを使用した非球面レンズを成型してみると、たために、排熱性確保の観点から直径 9mm の大型仕様に合う非球面ガラス対物レンズは準備可能になっパッケージを用いていたが、低消費電力化技術の開発ていたのである。しかし、パイロットプラントで流しにより、現在も Blu-Ray Disc 読み取りなどで用いらてみると、歩留まりの悪さやコストダウンの改善の必れている直径 5.6mm パッケージ製品に移行し、光ピッ

要に迫られた。その解決策として、このレンズをアククアップ、ハードウェアの小型化に貢献した。ソニー

リル樹脂等で成型できるなら、コストダウンには最適で、最も多く生産されたコンパクトディスク信号読であるとの方向が示された。しかし、やってみるとこ

み取り用半導体レーザー製品は SLD104U-A であり、れは一筋縄でいく仕事ではなかったのである。

1989 年から 2007 年までの間に累計 7 億本もの膨大な

オランダのアイントホーヘン市にあるフィリップス

数量が生産された。ソニー全体では、コンパクトディの光学研究室の棚には、プラスチック対物レンズの失

スク信号読み取り用半導体レーザーに関して、DVD/

敗作が大量に並んでいたという。フィリップスの担CD 双方の読み取り機能を備えた 2 波長半導体レー当技術者は訪れる日本人技術者にこう言ったという。

ザー（780nm,660nm の双方を 1 パッケージ化）を含「我々がこれほど努力しても完成できなかったのだか

め、既に累計 30 億本の生産を行い、現在も継続生産

ら、日本人がやっても無理でしょう。悪いことは言わ中である。図 3-2-6 にソニーの CD 用半導体レーザー

ないから、ピックアップレンズのプラスチック化などを示した。

という無駄な努力はおやめなさい。」サブミクロンの精度が要求される CD のピックアップレンズは、メガ
ネやファインダーのプラスチック化とは精度の次元が違い、空気中の湿度までもが大問題となっていたのである。数えきれない失敗が繰り返されて、多くの企業
がピックップレンズのプラスチック化から手を引き始めた中で、唯一、ソニーだけは諦めなかった。ソニー
は自身の開発は続行する一方で、保険の意味もあった

図 3-2-6

ソニーCD 用半導体レーザーのか、レンズ設計に長年の技術蓄積のあるコニカに資金を提供し、かつて一眼レフ用のズームレンズの設計

3.2.2

28

非球面プラスチック対物レンズを率いていた小島忠グループにプロジェクトを継続し前述したが、当初 C Ｄのピックアップに使われた対てもらった。丁度、一眼レフカメラの方向転換を模索

物レンズは、顕微鏡用対物レンズで、光学ガラスの 2

していた小島グループは、この業務に飛びついたもの

群 3 枚の仕様であり、これは当時の価格で約 3000 円もの、途轍もない試行錯誤を繰り返すことになったが、国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

努力が実り、CD 用の非球面プラスチック対物レンズというコニカの研究開発結果を知らなかったために、非の開発についに成功したのである。成功の背景には、

球面プラスチックレンズ内部で屈折率に歪を生じて、結昭和 30 年代、吉田正太郎による非球面レンズの研究、像性能が仕様に達しなかったのである。ソニー技術陣の試作（東北大学化学計測研究報告）があった。小島グ昼夜をおかない奮闘によって、この無数に割れ目のある

ループは、吉田の研究にいち早く気づき、吉田の磨い蒸着法が開発され、ソニーのシンガポール工場は何とかた非球面アプラナートレンズ（球面収差とコマ収差の量産が立ちあがったのだが、その意味で、コニカの非球補正されたレンズ）を縮小させた相似形に発展させれ

面プラスチック対物レンズの最大のノウハウは水蒸気のば、非球面プラスチック対物レンズは可能であること

呼吸機構であったのである。

を実証したのである。吉田のアプラナートレンズは、
突然脚光を浴びて、30 年も経っているにもかかわらず過酷な特許論争の中に呼び戻された。しかし、コニカの粘り勝ちの結果、日米で特許が成立し、コニカはCD 用非球面プラスチック対物レンズで独占的なシェアを確保したのである。
やがて、世界的なブームを巻き起こしたソニーのCD ドライブの全てに、コニカの開発した非球面プラスチック対物レンズが搭載されるようになった。月産
100 万個から 200 万個はあっという間に過ぎて、月産1000 万個という膨大な数量を量産するようになった。

図 3-2-7

コニカの CD 用非球面プラスチックレンズ

3.3 デジタル信号処理方式の決定

生産量の増大につれ、レンズの単価は劇的に下がり、

基本的に、オーディオのデジタル化は 1982 年の

一個 300 円から始まり、100 円、50 円はとっくの昔に

CD-DA ディスクの発売から始まった。広辞苑による過ぎ去ったが、コニカの独占状態が続いていたのであと、デジタル化とは、ある量又はデータを、有限桁のる。しかし、ソニーにとっては、このようなキーデバ

数字列（例えば 2 進法）として表現する事と記述されイスをコニカ一社に握られてしまっては、「ビジネス上ている。一方、アナログとは、ある量又はデータを、の禍根を残す（キーデバイスは 2 社購買が原則）」と考連続して変化しうる物理量（電圧・電流など）で表現

えるようになり、自社開発していた技術を復活させて、する事とも書かれている。温度、湿度、長さや重さな

同時に、自社生産の可能性を検討し始めたのである。

ど、自然界に存在する物理量は、どれも連続したアナ

もともと一眼レフ用ズームレンズの設計者であった

ログ量である。それに対して、デジタルは、ある精度

コニカの小島忠は、コンパクトディスク用の非球面プの範囲で、そのアナログ量に最も近い値を、数字で表

ラスチック対物レンズの開発が認められ藍綬褒章を受したものと言える。数字で表された値は、コンピュー章した。コニカ製の CD 用非球面プラスチック対物レ

タで扱うことが出来るために、その値を記録、保存すンズの累積生産量は、5 億個をはるかに超えるまでにることが出来て、その値は変化することはない。即なった。その意味で、コニカの対物レンズなくして、ち、映像や音声をデジタル方式で、記録・送信・配

今日の CD の普及は望めなかったであろうとも言われ布・再生することによっても、データは変わらず何度ている。図 3-2-7 にコニカの CD 用非球面プラスチッ

でも同じ状態で、見たり聞いたりすることが出来るよ

ク対物レンズを示した。

うになった訳で、アナログのように劣化したり、ノイ

一方、ソニーの自社開発の非球面プラスチック対物レズが入ってデータが変化するようなことはなくなるとンズの開発は、難航していた。特に最後の工程である蒸いう非常に大きな利点がある。オーディオの再生では着の段階で、“にっちもさっちも”いかなくなっていた。

コンサートホールやスタジオでの録音から、音声を聞

既に、シンガポールに専用の新鋭工場を建設しており、くユーザーまでの過程において、編集、複製、再生と時間との戦いを続けていたのである。非球面プラスチッ

数多くのプロセスがあり、従来のアナログオーディオ

クレンズの製造工程の中で、最も重要な技術ノウハウにでは、その工程ごとに少しずつではあるが音質の劣化

反射防止膜の蒸着工程がある。プラスチックレンズの表を伴っていた。しかし、CD で始まるデジタルオーディ

面から、自由に水蒸気が出入りできるような複数の割れオにおいては、最初に数値化の際の誤差はあるものの、目を伴ったコーテイングをすると、レンズの内部には玉以降のプロセスでは全く劣化が生じない構成が初めてねぎの様な屈折率分布が生ずるが、結像性能は保たれる

可能になったのである。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

29一般的な、デジタルオーディオ録音再生機の構成

表すと 65535 となる。デジタルの語源は、ラテン語のについては、図 3-3-1 に示したが、記録系に入ってき「指（Digitus）」からと言われている。一般に、2 進数

たアナログ信号は、ラインアンプ、LPF（Low Passの桁数の事を「ビット」と呼ぶが、ちなみに、両方のFilter）を経て、標本化回路（サンプルホールド回路）、手で扱うことのできる数は 2 進数で 10 桁（10 ビット）

量子化回路（A/D コンバータ）によってデジタル信だから、10 進数に換算（1 ＋ 2 ＋ 4 ＋ 8 ＋ 16 ＋ 32 ＋号に変換される。その後に、誤り訂正符号を付加して

64 ＋ 128 ＋ 256 ＋ 512）すると 1023 になる。表 3-3-1変調などのデジタル信号処理を行い、光ディスク等のに 10 進数との対比として 2 進数と 16 進数の表を示し

記録媒体に記録される。一方、再生時は、記録媒体かたが、16 進数では、10 進数の 10 から 15 までを表す

ら検出した信号を、復調、誤り訂正、デジタルフィル

値も一桁の文字で表さねばならないので、足りない部

ターなどのデジタル信号処理を行った後に、D/A コ

分にはアルファベットが用いられて、10 進数の 10 はンバータにてアナログ信号に変換する。

16 進 数 で A、 同 様 に 11 は B、12 は C、13 は D、14は E、15 は F があてはめられて表に示したようになる。また、2 桁の 16 進数は FF の値まであって、それを 10 進数で表すと 255 である。この時の、繰り上がった時を“の位”と呼び、桁が上がったときの何倍になったかの数値を表す。デジタル機器では 2 進数が用いられており、2 進数は 16 進数との親和性が高く、繰り上がりのタイミングと桁数を比較すると、16 進
数の 1 桁の数値（最大値 F）は 2 進数では 1111 まで

図 3-3-1

デジタルオーディオ録音・再生系の構成

値 FF）は 2 進数の 11111111 の 8 桁（8 ビット）で表

振幅は、時間と共に連続的に変化するアナログ信号せる。以下、16 進数で 1 桁繰り上がる度に、2 進数でである。実際のアナログ記録では、記録媒体の S/N、は 4 桁（4 ビット）ずつ増加していく。表 3-3-1 に 2周波数特性、非直線歪等の影響を直接受け、回転系や進数と 10 進数と 16 進数のテーブルを示した。

駆動系の回転ムラでワウ・フラッタや変調雑音が発生することや、記録媒体の機械的損傷により雑音が発生するなどの課題が多かった。これに対して、デジタル記録では、オーディオ信号を離散的数値に変換して記録するため、先述した問題を克服できるだけでなく、原理的にデジタルコピーによる劣化がなく、多少のエラーを訂正できる等の特徴を有しているのである。
この章では、デジタルオーディオ（PCM）の根幹をなす仕組みや量子化、サンプリング周波数に対して
3-3-1 で 記 述 し、3-3-2 で CD の 変 調 方 式 で あ る EFM（Eight to Fourteen Modulation） に つ い て 記 述 する。又、3-3-3 にエラー訂正方式である CIRC（Cross
Interleave Reed Solomon Code）について、概略を記
述する。
3.3.1

デジタルオーディオ（PCM）の仕組み

A）量子化
デ ジ タ ル オ ー デ ィ オ の 根 幹 を な す PCM（Pulse
Code Modulation）とは、CD などで使われるデジタ
ルの信号方式である。CD では量子化は 16 ビットであり、16 桁の 2 進数で 1 と 0 が 16 個集まったものになり、最大値は 1111111111111111、それを 10 進数で30の 4 桁（4 ビット）で表せる。又、2 桁の数値（最大

元来、音は、大気圧の微妙な気圧変動であり、その国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

表 3-3-1

2 進数と 10 進数と 16 進数

デジタルで動作している電子機器は、“有リ（1）”

るというものである。即ち、「元の信号の最大周波数か“無シ（0）”の 2 つの数字しか使用しない 2 進数をの 2 倍より大きな周波数（頻度）で取り込めば、元の用いて、それを高速に処理することにより大きな数値

信号の情報を漏れなくデジタル化できる」というこや文字情報、グラフィックスや動画、そして音楽等もとだが、実際は 10% 程度の余裕をみた周波数帯域を表している。そもそも、音はモノや空気が振動する

選択している。この原理から、人間の聞こえる周波波である。波が大きくなると、0 を中心として上下に数は最大で約 20,000Hz なので、40,000Hz より大きな動く。この上の部分をプラスの値、下の部分をマイ周波数で取り込めば良いことになる。CD で使われてナスの値で表す。2 進数でマイナスの値を表すためにいる PCM では、前述したが、VTR との親和性から「2 の補数（2's Complement）」という表現方法を用い

44,100Hz という周波数が用いられており、一秒間にる。即ち、2 進数でマイナスの値の算出方法は“元の44,100 回の頻度で信号が取り込まれている。この工程

ビットをすべて反転させて 1 を足す”ことで対応でを標本化（サンプリング）と呼び、その周波数を標本きる。
“2 の補数”の表し方でプラスの一番大きな値

化周波数（サンプリング周波数）と呼ぶ。 図 3-3-2 には、111111111111 ではなく 011111111111 となり、10量子化とサンプリングの概念図を示したが、グラフの進数では 32767 となり、マイナスの一番小さな値は、

縦軸の細かさが、量子化数（ビット数）で決まり、横100000000000 となり、10 進数では -32768 になる。そ軸の細かさは、サンプリング周波数で決まる。基本的の意味で、CD に使われている PCM は 16 ビット（16には、縦方向と横方向の数がともに大きく細かくなれ桁）の 2 進数を用いて、0 を中心として 32767 からばなる程、高精度に表すことが出来る。CD で採用さ-32768 までの 65536 段階の値を持つデジタルデータれている 16 ビット、44.1kHz という規格は、縦軸はと言うことが出来る。

65,536 段階、横軸は一秒間に 44,100 段階という細か音の大きさは元々アナログ信号で、それをマイクでさになる。

とると、電気信号に変換されて電圧の大小で表わされる。それをデジタルデータに変換することを AD 変換（Analog to Digital Conversion）と言いアナログ
音の大きさ（電圧）を前述した 16 ビットの値の一番近い値に置き換えていく。この様な、音の大きさを捉えてデジタル化する工程を量子化と言う。
実際に、AD 変換する際の音（アナログ）の電圧値
は使用する部品や回路構成によって異なるが、一般
的には、5V や 3.3V という値を使用するので、この値

図 3-3-2

量子化とサンプリングの概念図を 65535 段階に細かく分けると、一段階は 5/65535 ＝

量子化された標本値を、振幅に対して離散的に数値

0.076mv（76 µv）になる。76 µv の精度で、一番近い化すると、n ビットの量子化で表現できるダイナミッ

デジタルの値に置き換えることになるのである。

ク レ ン ジ は、D（dB） ＝ 20Log2n ＋ 1.76（dB） で 表されるので、CD ではｎ＝ 16 のため、D ＝ 97.8（dB）

B）サンプリング周波数（標本化）が理論上のダイナミックレンジとなる。また、量子化

時間と共に連続的に変化する信号を、一定時間間隔に伴う誤差の量子化雑音や折り返し雑音等の処理は、ごとの値で代表させる作業を標本化と呼ぶ。標本化

デジタル信号処理技術では重要であると同時に、LPF

により、連続信号は時間に関して不連続な離散信号の設計にも細心の注意が払われた。技術的には、LPFとなる。この離散信号を元の滑らかな信号に戻す操を 20kHz から急峻に落とすのではなく、44.1kHz の作を「補間」と言い、標本化列を LPF に通すことで8 倍以上のオーバーサンプリングが施されて、その半達成する。一般に、人間の音が聞こえる可聴範囲（帯分の周波数の 176kHz までなだらかな曲線を持つオー域）は約 20Hz～約 20,000Hz と言われていて、20Hz

バーサンプリング LPF を取り込むことで、折り返し以下の音を超低周波、20,000Hz 以上の音を超音波と雑音や 20kHz 近傍の群遅延の発生を防ぎ、音質の変呼ぶ。標本化補完の過程において、信号は系の再現の化を最小限にするような技術が取り込まれていった。

条件として、有名な「シャノンの定理」がある。信号の帯域を B、標本化周波数を f とすると、B（Hz）≦
f /2（Hz）が成立する範囲であれば、歪なく再生できコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

31

3.3.2

EFM（Eight to Fourteen Modulation）

表 3-3-2

EFM 変換テーブルの例

変調方式
変調とは、与えられた周波数帯域で、与えられた情報を安定に記録再生できるように変換する事、即ち、与えられた周波数帯域と信号のマッチングを取ることである。具体的にいうと、CD プレーヤがデー
タを読み取っていく際に、データが記録されているトラックを見失わないようにするのが EFM（Eight to  
Fourteen Modulation）という技術のポイントである。
CD の盤面には渦巻き状にデータが刻まれている。
2 進数のデジタルデータなので、データのあるピット
が 1、何もないランドを 0 と読むことになる。CD プ
レーヤは、ピットを読み取りながら、アナログプレー
ヤで表現されている針飛びのないように、また、隣のうして得られた EFM 信号は、チャンネルビットの周

トラックにジャンプしてしまわないようにトラックの期を T とすると最小周期 3T 最大周期 11T のパルス

位置を追いかける自動追尾制御（サーボ）をかける。

列となる。書き込まれたピットの長さは T min や T

そこで、CD 盤面にピットが刻まれていれば、それをmax として表現されるが、基準となるクロックの検基準に自動追尾できるのだが、ピットが暫くないよう出の観点からは、T min は長ければ長い方がよく、Tな区間があると、信号を追うことが出来なくなってし

max は短ければ短い方がシステムは安定する。実際

まう。端的にいうと、そのような状態を防ぐために開の CD のピットの長さは、EFM 変調後、線速が 1.25

発されたのが EFM 技術である。

m/s の場合、0.87 µm、1.16 µm、1.45 µm、1.74 µm、CD 盤面に記録されているデータは、本来は 8 ビッ
ト単位になっており、8 ビットのデータは、00000000

2.02 µm、2.31µm、2.60 µm、2.89 µm、3.18 µm の 9種類になる。

から 11111111 の 256 個の値を取る。例えば、その内この様にしてできた EFM 信号に、サブコード（Subの 00000000 がしばらく続いてしまうと、ピットがなくCode）と呼ばれる音楽データ以外の制御信号 1B（8ランドばかりの期間が出来てしまう。そこで、256 個ビット）と、フレーム同期信号を付加して、CD の記の値を、14 ビットの適度に 1 と 0 が入った値に一度変録信号が完成する。1 フレームは 588 チャンネルビッ

換して、それを盤面に記録する。14 ビットの 163,384

トで構成され、14 ビットに変換された各シンボルの間個のデータの中から 8 ビットの 256 個分のデータを選に、“1”の連続や直流成分の発生を防ぐ目的で 3 ビッ

んでいるので、適度に 1 と 0 が含まれるデータだけをト分のガードを設けて、データ生成時にリアルタイム

用いることが出来る。これは表 3-3-2 に示した EFM 変処理を行っている。この様に、1 フレーム内のチャン

換テーブルに基づいて対応され、8 ビット、1 シンボ

ネルビット数は、14 × 33 ＋ 24 ＝ 588（bit/FRAME）

ルが 14 ビットで表される特定のパターンに変換されとなり、チャンネルビット周波数は、7.35kHz × 588

るのである。8 ビットが 00000000 であれば、14 ビッ＝ 4.3218 MHz となる。これは、CD プレ―ヤで発生

トの 01001000100000 に変換して記録し、そのデータさせる読み取りクロック周波数である。

が続いたとしても 1 が適度な割合で出現するようにしている。一方、CD プレーヤに読み込まれた 14 ビットの 01001000100000 は、変換テーブルから逆に変換されて、8 ビットの 00000000 に戻される。

32

3.3.3

エラー訂正方式（CIRC）

CIRC は、Cross Interleaved Read Solomon Codeとよび、
「クロスインターリーブ」と「リードソロモ

EFM 変調されたデジタルデータは、光ピックアッン」という二つの方式を組み合わせたエラー訂正方式

プの様な周波数特性を持ったシステムで書き込まれるで、「Red Book」で初めて採用されたものである。エが、8 ビット（256 通り）を 14 ビット（16,384 通り）

ラー訂正は高度な数学理論をベースにしており、そのへ変換するときに、ディスク上のピットがある程度の部分は専門書にまかせるとして、ここではその概略に

形状間隔になるように、チャンネルビットの“1”でついて記述する。リードソロモン（符号化）というの反転、”0”で無反転とし 1 と 1 の間の 0 の数が 2 個以は、データワード（情報ワード）とパリティワード（冗上 10 個以下の条件で選び、257 通りを得ている。そ長ワードあるいは検査ワード）の組み合わせを行う誤

国立科学博物館技術の系統化調査報告

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ダムエラー）に対して、強力な訂正能力を持つ。一方、い場合）インターリーブとは、ディスクメディアに起こりやすⓐ 200 円 ＋「200 円 」 ＋ 400 円 ＋ 300 円 ＝ 1100 円

い長いエラー（バーストエラー）の訂正に効果がある。

（P）

インターリーブとは「織り込む」という意味で、イン（本来は 1000 円で差額が 100 円）

ターリーブそのものは、データをばらばらにしてエⓑ 200 円 × 1 ＋「200」 × 2 ＋ 400 円 × 3 ＋ 300 円

ラーが分散するように配置することである。そういう× 4 ＝ 3000 円（Q）

風に配置しておいて、そのデータブロックにリードソ（本来は B；100 × 2 で Q ＝ 2800 円、読み取り差額

ロモン符号化を組み合わせたものである。図 3-3-3 に200 円）

インターリーブの例を示す。

ここから、ⓑ÷ⓐ＝ 2、ⓑ−ⓐ＝ 100 円が得られて、2 番目で正しい数値は 100 円ということが判る。即ち、以下のように検査ワード Q の追加が訂正能力を向上させたことになる。
ⅰ）2 ワード消失は訂正可能ⅱ）1 ワード誤りは訂正可能
ⅲ）2 ワード誤りは検出可能となり、ここで追加した P、Q をパリティー（Parity）ワー
ドと呼び、このような符号構成をリードソロモンの図 3-3-3

4 ワードのインターリーブ

符号化と呼んでいる。
一方、インターリーブとクロスインターリーブ符号

エラー訂正の概念については、スーパーマーケットのレシートを例にとって記述してみる。

の概略について記述する。光ディスクのドロップアウ
トによるデータの欠落は、2 ワード以上になる時もあスーパーで A ＝ 200 円、B ＝ 100 円、C ＝ 400 円、り、前述の方法でも訂正不能に陥ることがある。このD ＝ 300 円の買い物をしてレシートは合計 1,000 円でために、ワード配列を一度バラバラにして、同じブあった。 このレシートが汚れたり、破けたりして読ロックワードが隣同士にならぬように再配列してからめなくなった場合に、どのようにして元のレシートを記録すれば、2 ワード誤りの確率を減らすことができ復元するかを想定してみる。

る。ワード配列をばらばらにすることをインターリー①読み取れない部分が特定できる場合

ブ（Interleave）と呼んでいる。CD の場合、エラー

200 円＋「？」＋ 400 円＋ 300 円＝ 1000 円、は、次のようなものが主な要因である。

即ち、1 行が読めないと判断できた場合（1 ワード①ディスクの製造過程で発生するもの

消失）は合計より合算して「？」は 100 円と算出で②ディスク表面についた傷や汚れき、完全に復元できる（誤り訂正可能）。しかし、③サーボ又は同期の乱れ等“1”を“2”と読んでしまう場合（1 ワード誤り）①の場合は主にランダムエラー（短い欠陥）としてには、どこが異常かは分からない（誤り検出可能）、

高い頻度で発生し、②と③の場合はバーストエラー

又 2 行以上の誤りがあった場合は誤りの検出が不可（長い欠陥）として、頻度は低い傾向にあり、誤り訂能である。このレシートのデータは 4 ワード、検査

正方式としては、この分布に十分に配慮したランダム

1 ワードなので、別の言い方をすれば、次のようなエラー訂正に強いリードソロモン符号と、バーストエ

システムと言える。

ラーに強いクロスインターリーブ方式を組み合わせたⅰ）1 ワード消失は訂正可能

クロスインターリーブ・リードソロモン方式（CIRC）

ⅱ）1 ワード誤りは検出可能だが訂正不可能を採用した。

ⅲ）2 ワード誤りは検出不可能

この CIRC を使ったエラー訂正能力のビット誤りがそこで、検査ワードを 2 ワード構成として、合計を P、生じる確率は、「ディスク一枚につき一か所」と言わ新たに追加した重み付け和を Q として、P ＝ A ＋ B

れる程度である。むろんその場合は誤り訂正が働い＋ C ＋ D、Q ＝ A ＋ 2B ＋ 3C ＋ 4D としてみる。

て、正確な信号を得られるようになっているが、もし、ディスクに傷をつけたりなどして訂正範囲を超えたと

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

33

してもディスク上の最大長 2.4mm までの傷は消失訂

ルおきに 1 シンボル遅延がなされて、この 2 シンボル

正可能である。さらに CD-DA の出力は連続したアナが 1 フレームのデータとして送出される。この送出さログ信号であり、隣接するサンプルとの間に高い相関れた 8 ビットデータが EFM され、CD に記録（実際があるので、前後の正しいデータから類推して信号ののフレームは、これに同期信号、サブコードが付加さ補完が可能で、補完後も聴感上はほとんど気にならな

れている）されるのである。図 3-3-4 に CIRC 符号器

いレベルになる。

の概要を示したが、信号の復号の場合はこの逆の構成

しかし、CD の本質が、DAD（Digital Audio Disc）になる。

だけではなく DDD（Digital Data Disc）であることは、「レッドブック」が規格化された時点で明確であり、すぐにコンピュータの大容量専用メモリーに応用するための規格作りがスタートした。後述するが、このコンピュータに利用するための CD-ROM 規
格書は、「Yellow Book」と呼ばれている。オーディ
図 3-3-4

オディスクをコンピュータのメモリーに転用しよう

CIRC 符号器の概要と す る と き、 一番問題になるのがエラー訂 正 で ある。コンピュータのデータは、1 ビットたりとも「誤り」は許されず、より強力なエラーの検出と訂正の仕組みが必要になってくる。そこで、CIRC に加えて

3.4 CD メディアの物理（論理）フォーマット

「Yellow Book」 に 組 み 込 ま れ た の が、EDC（Error

記録メディアを汎用性のある現実のメディアとして利用

Detection Code ＝エラー検出コード）と ECC（Error

するためには、様々な約束ごとが必要である。例えば、一Correction Code ＝エラー訂正コード）と呼ばれるも枚の白紙があり、その紙のサイズが A4 で厚さが 0.1mm とのである。EDC はチェックサムの様なものでエラー指定されると、ようやく物理的な仕様が判明する。これの有無をチェックして、もしエラーが見つかったら、が“物理フォーマット”である。一方、CD メディア（CD-ECC にある訂正コードを利用してコレクションする

ROM）にデータを書き込もうとした時には物理フォーマッものである。両システムの効果は、ランダムエラーのトは勿論の事、論理フォーマット（ファイルシステム）がビット誤り率が、CIRC だけの時より約 1000 倍も向決まっていなければ、何も書き込むことはできない。ここ

上することである。このレベルはコンピュータデー

では、基本的な CD メディアのサブコードやファイル構造

タを扱う「Yellow Book（CD-ROM）」には必要な性から、ファイルシステムまでを記述する。尚、実際の書き能であった。その為に、現在発売されているすべて込みの技術のファイル構造等については、第 7 章の「記録の PC 用 CD-R/RW ドライブ等には、エラー訂正の型 CD の登場」で記述する。図 3-4-1 に CD ファミリーのト

CRIC に加えて EDC と ECC システムが搭載されていラック構造とブロック構造について、図式化して表示した。

て、CD-R や CD-RW コンテンツを作成（データを書き込む）時は、自動的にそのデータは、強力な誤り訂
正が組み込まれるようになっている。
CIRC の構成は、データの流れを符号器に沿って説明すると、A/D から 12 ワード（L,R6 サンプル、1 サ
ンプル＝ 2 ワード、1 ワード＝ 16 ビット）の入力があると、まずワードが、上位シンボル（、A）・下位シンボル（、B）の 2 シンボル（1 シンボル＝ 8 ビット）にわけられ、24 シンボルに変換される。次に 2 シン
ボル遅延とスクランブルが施され、C2 符号器にはいり、パリティが 4 シンボル生成されて、28 シンボルとなる。この 28 シンボルにインターリーブがかけられて、C1 符号器に入り、パリティがさらに 4 シンボ
ル生成されて 32 シンボルになる。そして、1 シンボ

34

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

図 3-4-1

CD ファミリーのトラック構造とブロック構造

3.4.1

CD-DA のサブコード

ドの合計数が異なる。サブコード情報は全体で 8 ビット

CD-DA のディスクには楽曲は「トラック」という曲単であるが、ディスクの再生によって、サブコードも連続位で記録されている。CD メディアに共通するのが、制して再生されるため、チャンネルという単位で管理され御情報を記録したサブコードである。このサブコードのている。このサブコードチャンネルには P〜W の 8 つで、記録に必要な最小単位がフレーム（サブコード・フレー

そのうち、CD-DA メディアで使用されるのは、P,Q チャム）と呼ばれる。言い換えれば、CD-DA の音楽トラック

ンネルである。Ｒ～Ｗチャンネルはサブコード CD 以外

は複数のフレームの集合である。CD メディアの再生との他の CD ファミリーには使用されていない。

制御に必要な情報がサブコードであると規定してあるが、P チャンネルには、記録の開始を示すリードインエ

CD-DA では、FFM 変調されたデジタル音楽データは、

リアと終了を示すリードアウトエリア、及び音楽ト98 個の EFM フレームの集合で管理される。これがサブラックの間隔が記録されている。Q チャンネルには、

コードフレームである。図 3-4-2 に少し詳細だが、EFM

CD メディアに記録された楽曲を示す TOC （Table

フレームとサブコードフレームの関係を表示した。1 個のOf Contents）、音楽トラック番号、インデックス番

EFM フレームには 24 バイト（Byte）のオーディオデー

号、トラックの時間、ディスクの時間などの情報がタが記録されている。12 バイトずつに C2，C1 エラーコ

記録されている。図 3-4-3 に PQ チャンネルの概略図

レクションパリティーが付加されて 1EFM フレームを構を示したが、CD-DA プレーヤの主要な制御信号は、成する。この集合が 98 個纏まり EFM フレームを構成す

このチャンネルで表示され、すべてのシステムコンるのである。即ち、EFM フレーム× 98 ＝ 1 サブコード、トロールの基準として活用されている。又、ISRC

サブコードフレームの記録容量＝ 24 バイト× 98 ＝ 2352

（International Standard of Record Code） の 記 録 に

バイトになる。音楽トラックは、複数のサブコードフレーも利用されている。

ムによって構成されるが、音楽の時間によってサブコー

図 3-4-2

EFM フレームとサブコードフレームの関係

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

35そのため、74 分のディスクを使用した CD-ROMの記録容量は約 650 メガバイトになる。殆どのデータ用の CD-ROM はこのモード 1 の構造をしている。
②モード 2 は、エラー訂正のデータを記録しないもので、ビデオやオーディオ信号など読み取りエラーが生じても影響の少ないデータの記録に適している。モード 2 のメリットは、モード 1 でエラー訂
図 3-4-3

CD-DA のサブコード P, Q チャンネルの関係

正用に使用されていた領域もユーザデータエリア
として使用できるために、記録容量は 2336 バイ

こ れ に 対 し て、R〜W チ ャ ン ネ ル は、 サ ブ コ ートと 15％程度増量される。これは 2336 バイト＝

ド CD として規格化されて、CD-G（CD Graphic 静2352 － 12（Sync）－ 4（Header）で算出される。

止 画 ）、CD テ キ ス ト（ テ キ ス ト 情 報 ）、CD-MIDI

一方、物理フォーマットの中で、同じディスク内（MIDI 信号）等として利用された。代表的な CD-Gにデータとオーディオ / ビデオデータは同じトラック

は CD-DA の音楽を再生しながら、同時に CD-G の楽内に混在してはならないという規定がある。これでは曲の再生にシンクロしたカラオケ動画が再生できた

いわゆるマルチメディアコンテンツは作れないことにため、一時はカラオケ業界で広く利用された。一方、なってしまうので、提案されたのがモード 2 をフォー

CD テキストは CD-DA のディスクにアルバムのタイム（Form）1 と フ ォ ー ム 2 に 分 け て モ ー ド を 2 の まトル、楽曲名、アーティスト名、メッセージなどの情

ま、データとオーディオ / ビデオデータを混在出来る報を記録したもので、高付加価値 CD-DA ディスクとようにしたものである。具体的には、図 3-4-4 に示しして期待されたが、オーサリングの苦労が価格に反映たように、サブヘッダーを指定してフォームを指定

できずに一部の普及に留まった。又、CD-MIDI は電させるもので、このサブヘッダーには、音や映像と子楽器の標準的なインターフェ―スである MIDI 形式

同期をとって再生できる機能を組み込んだ点が大きのデータを記録したもので、MIDI 接続のできる電子な特徴である。又、この Mode2 Form2 のストラク

楽器との合奏等に利用できたが、実際は、会場の照明

チャーはユニークな変遷をたどり、CPU（モトローラ

や音楽機材のコントロールを MIDI で制御するような

MC68000 系）と OS（リアルタイム OS, OS-9）を規用途に使われ、一般的にはあまり普及しなかった。

定 し て、CD-I（CD-Interactive） と し て ま と め ら れ、
一般的には「グリーンブック」と呼ばれた規格になっ3.4.2

CD-ROM の技術開発ているのである。この技術の背景は、家電業界がコン最も普及した CD-ROM に代表される CD メディア

ピュータ技術を取り込まねばならない時代の中で、家でも、ディスク上のデータはサブコードによって制御電製品なるがゆえに起動はスィッチ一つで、その上にされるので、CD-ROM のセクターフォーマットについメディアは互換性を確保する技術を模索したものであて簡単に記述する。一般に CD-DA では 1 秒間に 75 フる。その為に、最新の CPU や OS を特定して、優位なレームのデータが転送されるが、CD-ROM の場合この地位を得たいとの思惑で規格化したものである。当時

フレーム単位をセクターと呼んでいる。又、CD-ROM

としては最先端のリアルタイム OS を備えて、マルチの場合、物理的には 1 フレーム 2352 バイトを最低単位

タスク機能もできる民生用としては最高速のモトローとして記録されているが、この 1 フレームに記録する

ラ MC68000 系の CPU を準備したシステムであった。

データの構造によって 2 種類のモードが存在する。

残念ながら、商品の高価格やソフト制作環境のインフ
ラ不足等があって、大きなビジネスにならず、最終的①モード（Mode）1 は、セクターの一部にエラーにはマイクロソフトの牙城に飲み込まれていくことに訂正に必要なデータを記録するもので、ファイなった。しかし、CPU や OS が決まっていると、色々

ルやプログラムなど一般的なデータの記録に使なコンピュータ（CPU や OS）がある業界では汎用的うモードで、1 フレームあたりのユーザデータのにならず、その部分の制限を外した規格が新たに策定

記録容量は 2048 バイトになる。これは 2048 バ

されて、CD-ROM XA（Extended Architecture）とイト＝ 2352 － 12（Sync）－ 4（Header）－ 288

呼ばれて、PC 分野で普及していった。

（Auxiliary，ECC を含む）バイトで算出される。

36

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March出力し、ハードディスクを内蔵して BASIC のプログ
ラムを動作させることができる、いわゆる“パソコン”に進化しつつある状況にあった。しかし、この時代の“パソコン”は、依然高価なシステムであった。その主な原因は、内蔵メモリ（RAM）とハードディスクの価格にあった。何しろ、ハードディスク 1 メガバイ
トが 1 万円とも言われた時代であり、大容量で低価格の記録デバイスが渇望されていたのである。
ＰＣ用の記録メディアとしては、フロッピーディス
クが 8 インチから 1976 年には 5.25 インチサイズが実用化されては来たものの、容量も小さく高価であり、手軽なメディアではなかった。PC はグラフィック表
示機能やオーディオ機能を取りこみリーズナブルなフロッピーディスクを実用化して、大型の外付けデバイ
スが本体に内蔵されるようになっていくが、PC が低価格化して普及するには、ハードディスクに替わる低価格で大容量メディアが実現されなければならなかった。そこで、1984 年にソニー/ フィリップスが CDROM 規格を策定したのである。マイクロソフトは、いち早く CD-ROM ビジネスの立ち上げに動き出し、
1985 年には「CD-ROM ニューパピルス」（アスキー、
日本）という雑誌を刊行して CD-ROM ビジネスの戦略を明らかにしていったのである。
CD-ROM 規格は、CD-DA のオーディオデータに汎図 3-4-4

CD-ROM モードストラクチャー

用的なデータを記録する規定について記述したものであり、物理フォーマットのみの規定であった。CD-

CD メディアのオーディオ情報の代わりに、デジROM が実用的なメディアとして機能するためには、

タ ル デ ー タ を 記 録 す る メ デ ィ ア と し て CD-ROM の各種の論理フォーマットを規定しなければならないこ

技 術 開 発 が 始 ま っ た の は、CD-DA が 発 売 さ れ た 直とは自明の理であった。先行して論理フォーマット

後の事である。パーソナルコンピュータ（Personal

を抑えることは市場に影響力を持てることになり、マComputer）の原点は、1971 年のマイクロコンピュー

イクロソフトはこの論理フォーマットの策定に積極的

タ用 LSI チップの 4004 である。続く 1972 年に 8 ビッに乗り出していくことになったのである。その意味

ト CPU の 8008 が登場したが、高級電卓用の部品にで、マイクロソフト社と CD-ROM は大きな相関関係

過ぎなかった。しかし、それが改良されて 1974 年にがあり、世界企業へと発展していく段階の中で、CD-製品化された 8 ビット CPU8080 の登場によって、そROM の果たした役割は極めて大きいのである。

の後の歴史を変える大きな転換点が訪れることになる。1975 年、この 8080 チップを使用した初のマイコ

3.4.3

CD-ROM の論理フォーマット

ンキット「アルテア 8800」が製品化されると、世界中

CD-ROM 規格が策定されたことにより、ようやくに手作りマイコンブームが起こり、そのアルテア 8800

汎用のデジタルデータの記録メディアとして利用でで動作するプログラム言語である「BASIC」を、ビきる道が開かれることになったが、CD-ROM システ

ル・ゲーツ率いる大学生ベンチャー企業が開発したのムをコンピュータの外部記録装置として利用するにである。この企業こそが、その後の CD メディアの発は、論理フォーマットいわゆる「ファイルシステム」

展に大きな影響を与え , 世界的な大企業に成長したマを決めなければならなかったのである。一般に、コイクロソフト社である。その後 1980 年代初頭にかけ

ンピュータのデータはファイルの塊として扱われるて、それまで“マイコン”と呼ばれていたシステムが、が、このファイルを管理するのがファイルシステムで入力装置にキーボードを備え、結果をディスプレイにある。問題は、このファイルシステムが、コンピューコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

37

タが使用する基本ソフト（OS）の種類によって仕様

テムの構築を目指したものであった。

が異なる点である。即ち、CD-ROM 上にデータとし技術的には、ボリュウムとよばれるファイルセットては汎用性を有するファイルが記録されているとしての概念を導入することで、一枚のタイトル内に複数のボも、その CD-ROM が対応するファイルシステムが異リュウムを格納したり、逆に複数の CD-ROM タイトル

なると、ディスクから記録されたデータを読み出すこで一つのボリュウム（マルチボリュウム）を実現したりとができないという深刻な状態が生じることであっできることが特徴である。後日、標準化された ISO9660

た。実際に、CD-ROM の実用化の初期の頃は、どののファイル構造は、「ルートデレクトリ→ディレクトリ

レベルまでのファイルシステムを適用してソフトを開→ファイル」になっており、ボリュウム記述子（Volume

発するかについては、ソフト開発者の裁量に任されてDescriptor）と呼ばれる「ファイルシステムに関するいたので、メーカーごとに独自の読み出しソフトが提記述的情報を含む構造」で管理されているものである。

供されて、殆ど互換性の概念すら無かったのである。

又、CD-ROM ドライブの特性を考慮して、ファイルシ

やっと出現した貴重な大容量、低価格の CD-ROM

ステム内のディレクトリやファイルへのポインタをパス

メディアは、データベース出版やマルチメディアソフテーブルとしてあらかじめ作っておき、これを基本にオトなど、従来にない新たな市場を開くと大きな期待がプティカルピックアップのシークなどを極力しなくてあったこともあり、何とか PC での互換性の確保といも、ファイルアクセスができるなどの対応がなされていう難題に、メディア業界とコンピュータ業界の垣根をる。このハイシェラフォーマットに改良を加えた論理

超えた歩み寄りがなされた。即ち、CD-ROM を汎用

フォーマットが 1988 年に ISO9660 として標準化され、のデータ交換メディアとして利用するために、必要なそれ以降の CD メディアの論理フォーマットの標準としファイルシステムレベルでの論理フォーマットの標準て広く使用され、現在に至っている。図 3-4-5 に基本的化が強力に推し進められたのである。特に、独立独歩

な ISO9660 の構造を図表化した。

のコンピュータ業界で、市場を競っていたライバル
社が協力体制で臨むなど、一刻も早い CD-ROM の実用化に向けて業界全体がサポートする、今までに見たことのないような体制が構築された。それほど、このCD メディア（CD-ROM）は魅力的だったのである。
互換性への第 1 歩は、CD-ROM の物理フォーマット
が国際規格として採用されたことである。最初に国際標準化機構（ISO）と国際電気標準会議（IEC）が策定
し ISO/IE10149：1989 が 基 本 に な り、ISO10149 を 基にしてヨーロッパ電子計算機工業会（ECMA）による
ECMA-130，日本工業規格（JIS）による JIS X6281：
1992 など、各国でも工業規格として採用されたのである。元々、CD-ROM 規格は、あくまでも民間レベ

図 3-4-5

ISO9660 の基本ファイル構造

ルのものであるが、それが ISO で正式に規格化されたことによって、ISO10149 に準拠する CD-ROM の物理
フォーマットは国際標準の地位を得たのである。

38

CD-ROM の 国 際 標 準 論 理 フ ォ ー マ ッ ト と し てISO9660 が策定されたことにより、CD-ROM を利用し互換性への第 2 歩は、論理フォーマットの統一

たファイル交換は一気に現実化したが、その後に、新で あ る。1986 年 5 月、 フ ィ リ ッ プ ス、 ソ ニ ー 及 び

たにロングファイル名の表記等が問題になってきた。

錚々たるコンピュータメーカであるマイクロソフト、

本来規格上は最大 32 文字のファイル名が使用できる

DEC、アップルコンピュータなどによって提案され仕 様 で あ る が、 初 期 の CD-ROM が MS-DOS 環 境 のた論理フォーマットは、初めての会議の行われたホPC 周辺装置として普及したことから、実装上は MS-

テルがカリフォルニア州レイク・タホの Del Webb's

DOS の 8.3 形式（ファイル名 8 文字＋拡張子 3 文字）

High Sierra Hotel and Casino であったことから、ハのファイル名を使用するのが一般的となっていたのでイシェラフォーマットと呼ばれている。これは、基本ある。この問題を解決するために、様々な拡張仕様が的にプレス型の光ディスクを前提にしており、特定の加えられた論理フォーマットが提案されるようになっ

ハードウェアや OS に依存しない共通のファイルシス

ていった。その中で、マイクロソフトによって考案さ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

れ た Windows 環 境 で 使 用 す る CD-ROM の 拡 張 論 理
フォーマットが「Joliet」である。Joliet は論理フォー
マットとして ISO9660 との互換性を保ちながら、CDROM に記録するファイルに最大 64 文字のロングファ
イル名を可能にして、ディレクトリー構造も 8 階層から制限なしに拡張されている。しかし、CD-R や CDROM を 読 み 出 す 機 能 も、Windows95 の CDFS（CD  
File System）で標準化されたため、Windows 環境下では問題ないが、非 Windows 環境下での互換性に課題があったのである。その為、アップルコンピュータの非サポート宣言や、e-Japan 戦略の下で進められている公共の電子申請制度でも、国土交通省に代表される官公庁は Joliet 対応の論理フォーマットを認めず、ISO9660 又は JIS0606 を推奨しているのである。この様に、互換性を確保しなければならない CD-ROM（CD-博司共著

オーム社（1996）

2）「最新オーディオ技術」加銅、藤本、島田、君塚共編

オーム社（1991）

3）「デジタルオーディオの全知識」柿崎景二
房（2016）4）「LD の開発実用化に関する系統化調査（技術の系統化調査 21 集）」松村純孝（2014）
5）「誤り訂正符号とその応用」（社）映像情報メディ
ア学会編

オーム社（1996）6）「国産カメラ開発物語」小倉磐夫

8）「DVD 読本」徳丸春樹、横川文彦、入江満共著
オーム社（2003）

タ業界の争いに巻き込まれた現実があったのである。

Vol.28,No9（1989 年 9 月）のファイルシステムとして 1995 年に提案された米国の OSTA（Optical Storage Technology Association）
UDF Ver1.0（Universal Disc Format） を 取 り 込 み、DVD のファイルシステムとして採用され、CD-R /RW/
CD-ROM の互換性確保に大きく寄与しているのである。

シャープ技報第 99 号（2009）9）「CD の 誤 り 訂 正 」 佐 古 曜 一 郎

スクのファイルシステムは、MO（光磁気ディスク）

朝日選書 684（2001）
7）「半導体レーザー開発物語」片山忠則

R/RW）光ディスクの世界が、残念ながらコンピュー
しかし、ISO9660 を基本として発展してきた光ディ

白夜書

計測と制御

10）「デジタルオーディオ辞典」（社）日本オーディオ協会

オーム社（1989）

11）「光ディスクの将来展望」井橋孝夫

情報通信学

会誌第 31 号（1991.5）
12）「わかる半導体レーザーの基礎と応用」平田照二
QA 出版社（2001）
13）「Compact Disc: System Aspect and Modulation」
  
J.P.J. Heemskark and K. A. Schouhamer Immink    

参考文献

Philips Tech Rev.40-6（1982）157-164

1）「図解コンパクトディスク読本」中島平太郎、小川コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査39

4｜ディスク製造方式の確立
CD-DA の製造工程は、一般的に以下の 6 種類の作業工程が必要となる。
①プレマスター制作工程

4.1 プレマスター工程
プ レ マ ス タ ー 制 作 工 程 と は、CD-DA や CD-ROM②マスタリング工程

等のオリジナルマスターを制作する工程をいう。CD③基板形成工程の黎明期から 2000 年頃まではオリジナルマスターと④成膜工程

いえば、U-matic が主流だった。U-matic は、元々、⑤保護膜塗布工程

主に業務用に使われていた 3/4 インチテープ幅のアナ⑥印刷工程

ログのビデオカセットである。CD 規格が考えられて1982 年 10 月の CD-DA 発売に向けたソフトタイト

いた 1980 年頃、CD の様な大容量のデータを扱うこルの準備が急がれたが、生産設備は、ほとんどが手探とのできるメディアは、このようなアナログのビデりの状態で設計され、それまでの LP レコードの生産

オ機器位しか存在しなかった。これはデジタル信号

作業環境を一変させた。当時の CD ディスクの製造も、の 1 と 0 を映像信号として記録してしまおうというもまた手探り状態であり、記録密度が当時の半導体リソので、その為には PCM プロセッサーと呼ばれる機器

グラフとほぼ同じであったため、クリーンな環境でのを使ってデジタル信号の 1 と 0 を映像信号に変換し、生産は必須だった。工程はほとんどがオフラインで、

それを VTR にデジタルデータとして記録していた

現在のオンライン工程での一貫生産と比較すると隔世のである。前述したが、CD のサンプリング周波数のの感があるが、当時の半導体の面密度と同等の記録密

44.1kHz（3 × 254 × 60 ＝ 44100） は、U-matic と い度を求める CD メディアは、基本的に半導体製造のノう映像機器をマスターテープの作成に使用することにウハウを吸収して成長していったのである。一方、デ

よって、映像信号から必然的に決まったものである。

ジタル情報を大量に配布する機能を求められている

良い音を追及する CD レコード業界において、このCD メディアの製造は、一枚を製造するのに必要とすU-matic はマスター機器として、あらゆるスタジオでるタクトタイムも数秒 / 枚にまで高めた究極の生産効活躍した。1982 年当時、使用可能な U-matic は BVU-率を求めた大規模装置産業であった。それは、ぎりぎ

800 で PCM-1600 という PCM プロセッサーとペアにりまでの生産技術の効率向上との闘いでもあった。そなって活用された。

の為に、現在は 80 年代、90 年代の生産設備は殆どがその後、マスター作成にパソコンをベースにした

更新され、最新の設備で生産が続けられて、数千万枚機材が導入され、書き込みが可能で、CD と再生互換/ 月の生産が可能な最新鋭の設備投資が、今日までの性のある CD-R が出現したことにより、1990 年代前

約 30 年に亘って続けられてきたのである。その意味

半から CD-R をマスターとして利用する PMCD（Preで、残念ながら、系統化技術調査が求める過去の設備

Mastered CD）という方式が採用され始めた。これ

等は、ほとんど存在していない現状がある。図 4-1 には、CD-R を CD-DA 形式で記録すると供に、リード

現在も CD メディア生産が続いているソニー DADC

アウト後の領域にマスター情報（各トラックのスター

Japan（静岡）の最新の生産設備群の一例を示した。

ト、エンド情報等）が CD-ROM 形式で書き込まれている CD-R を指す。重要な情報をエラー訂正能力の高い CD-ROM 形式で書き込むことにより、プレス
工場での読み取りミスの低減を期待したものである。
PMCD は、それに対応した専用の CD-R ドライブと書込みのためのソフトウエアが必要だが、メディアに安価な CD-R が使えることから次第に定着していった。ところが、CD-DA の分野では、マスターである
PMCD の音質とプレス工場で生産された CD の音質差が問題視されるようになった。そもそも、プレスさ

図 4-1

40

DADC（J）の生産設備群

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

れた CD と、CD-R では物理的な構造の違いがあり、全く同じ再生条件にはならないが、デジタル信号処理

をしているにもかかわらず、音質という定量的に評価用されて、現在はマスター制作の主流の座を占めるよできない定数をめぐって大きな議論になってしまった

うになっている。PMCD とは異なり、DDP 形式はそのである。マスターはスタジオで作った音源をプレのまま一般的な CD プレーヤでは再生できないため、ス工場に運ぶための“入れ物”だが、PMCD は、米DDP マスター自体の音質云々という議論もほとんどな

国のベンチャーSonic Solution 社製のコンピュータをく、パソコンのファイルであるという扱い易さもあっ使って、マスターで発生する色々なノイズを補正するて、しばらくは、主流で使われるマスター形式となる

ソフトが画期的にマスター制作効率を上げて行った。

と予測している。図 4-1-2 に生産工場内の基本信号送

CD-R に記録することが必須であったことは、完成し出装置の写真を示したが、中央に鎮座しているのは、たマスターディスクの状況のチェックができる等の利前述した U-matic マスター信号システムである。

点があり、今でも PMCD を音源とした CD の製作は続いている。一方、データ量の大きい CD-ROM の場
合は、PMCD の様な CD-R を基本としたマスターディ
スクが必須である。個別の互換性を持ったデータディ
スクで内容のチェックを繰り返して作品を完成させる
ような（ゲームソフト等）用途のマスター制作には、Sonic Solution 社 製 の ソ フ ト は 非 常 に 役 立 ち、CDROM タイトル普及の大きな役割を演じてくれたのである。図 4-1-1 に（株）スタートラボ（ソニーと太陽誘電の合弁会社）から発売されたマッキントッシュを使ったソニックシステムの写真を示した。
図 4-1-2

信号送出装置

4.2 マスタリング工程
マスタリング工程とは、以下の工程の総称であり、原盤作成までの最重要工程である。
ⅰ）ガラス原盤へのレジスト塗布工程ⅱ）カッティング工程ⅲ）現像・定着工程ⅳ）金属原盤作成工程（電解メッキ）
図 4-1-1 ソニックソリューション（株）から発売された PMCD

そ の 後 2000 年 代 に 入 り、PC の 進 化 に よ り、 パ ソⅴ）打ち抜き・洗浄工程
図 4-2-1 に CD の製造工程の概略を示した。

コンベースのマスタリングシステムは、マスターデー
タをコンピュータのファイルの状態で保存できる様に な っ た。 そ の 主 流 に な っ た の が DDP 形 式（DiscProtection Protocol）である。これは、米国の Doung
Carson ＆ Associates Ink. が開発したマスターの形式
で、元々プレス工場で使われている設備が DDP 形式に対応しており、その後に、スタジオのマスタリング
システムが次第に DDP 形式の出力に対応していって、
デファクトスタンダードになったものである。DDP
はコンピュータで扱えるファイルであるため、ハード
デ ィ ス ク や サ ー バ、CD-ROM 形 式 の CD-R な ど へ の
データの保存が可能で、また、インターネットを使って海外などの遠距離からのマスターデータの転送に利図 4-2-1

CD 製造工程

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

41最初の工程がⅰ）ガラス原盤へのレジスト塗布工程

Ar レ ー ザ ー（ 波 長 457.9nm）、He-Cd レ ー ザ ー（ 波である。ディスクの原盤は良く研磨されたガラスの原

長 441.6nm）が用いられている。そのレーザー光が集盤が用いられる。マクロに見た平面度やミクロに見た光されて原盤に当たると、そこで、フォトレジスト

面粗度は、CD ディスクフォーマットに基づいて厳しが感光するので、このレーザー光をオン・オフすれく管理される。これにそれぞれの光に感光するフォトば、光が当たったところだけ感光することになり、信レジストを均一に塗布する。古い技術だが、スピン号を記録できたことになる。この様に CD 用の LBR

コーティング法を用いて、回転している原盤に円周かでは、ガスレーザーを使用するので、外部から光をらレジスト液を注入し、高速回転させて振り切るもの

オン・オフする光変調器という素子が必要になる。

で、フォトレジストの厚さは、ほぼピットの深さに相原 理 的 に 超 音 波 を 用 い る AOM（Acoustic Optical

当する。アナログ的な技術なので、波長のλ /4 であModulator）や電気光学効果を用いる EOM（Electro

る 0.1µm ± 0.01µm の膜厚を安定して作成するには、

Optical Modulator）が用いられるが、高電圧が必要

フォトレジスト濃度、溶剤濃度、回転速度制御、温であることから、安定動作には細心の注意が必要であ

湿度管理等の細心の注意が必須で、ゴミ、傷等の物る。又、光を集光させるために LBR の対物レンズは、理的欠陥が厳しく管理されたクリーンルームでの作業

NA ＝ 0.9 くらいの大きな値のものを用いる。基本的である。この原盤は、カッティング工程に送られるのに、何もない所にトラックピッチ 1.6µm の長円形のだが、人を介するとゴミやほこりの付着が懸念されピットを描く訳だから、その円周の精度は 1.6µ ｍのるため、すべてクリーンルーム内で全自動での搬送± 10％である± 0.16µm 程度を必要とする。当時はこや LBR（Laser Beam Recording）への取り付け作業のサブミクロンの真円を支えるための軸受けがなく、が行われている。図 4-2-2 に、現在の CD 生産に用い磁気流体軸受けや色々な試行錯誤を重ねた結果、現在られている自動搬送ロボットと LBR の写真を示した。

では、もう一桁の精度向上を達成して、DVD や BD

一方、図 4-2-3 に LBR の構成図を示した。

の原盤が作られている。また、CD の仲間たちは、す
べて CLV（線速度一定）で記録されるので、マスタリング時にスピンドル軸の中心からのビームの位置を検出して、原盤の径により回転数を変えていく。この様な技術は LBR という機器の設計におけるノウハウとして蓄積されて、高い精度の精密なメカニズムと精密な位置センサーとコンピュータの組み合わせで実現したものである。この超精密な LBR システムは、日本でしか完成できず、日本の光ディスクの産業の発展の礎になったものだが、産業構造の変化により、中古の LBR が海外市場に持ち出されて、ブーメラン現象

図 4-2-2

LBR（自動搬送ロボット付き）

を起こしているのも事実である。
一方、この技術が発展して 2000 年代の BD 時代の
LBR は、PTM（Phase Transition Mastering） と 呼ばれる新技術を導入して、光記録と熱記録を巧みに組み合わせたシステムとして完成した。この技術の系譜
は、無機系の熱反応型レジストをシリコンウェハーの上にスパッタすることにより均一薄膜を生成した原盤システムを使用するもので、それを波長約 400nm の青色半導体レーザーを用いた LBR システムとして完成させたものである。PTM の導入はディスク生産プ
ロセスの簡素化にも大きく貢献した。その上に不可能

図 4-2-342

LBR 概念図と思われていた BD の 0.32 µ ｍのトラックピッチのピットにまで対応できる原盤を実用に供することに成ⅱ）カッティング工程とはレジストを露光する工功したのである。現在は、BD のアーカイブ用メディ程を言う。光源としては CD ファミリーの場合は、アとして、より高密度記録の開発が進んでいる。この国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

技術の特徴は、メカニズムとしては超高精度を要求す

ンパーは、樹脂成型の金型として使用されるために、るが、システム構成が半導体レーザーを用いているた

内、外径の加工と裏面研磨工程を経て完成される。特めに、記録には半導体レーザーそのものを変調すれに、裏面研磨工程は重要で、裏面の凸凹は、成型したば良いので、AOM や EOM といった安定性に課題の時、信号面の凸凹として転写されるので、鏡面状態にあった機器類を排除でき、比較的容易にシステムが構なるまで研磨される。

成できることである。技術の流れは逆だが、生産性の完成したスタンパーは、物理的特性や電気的特性等向上を貪欲に追及していかざるを得ない CD メディアの検査工程を経て、良品、不良品の厳格な判断をしたのマスタリングに、この技術を応用しようとする試み

後、プレス基板成型工程に送られる。図 4-2-4 にメタもあり、近いうちに実用化されると考えられている。

ルマスター自動製作装置、図 4-2-5 にスタンパーの内、PTM 技術は、日本が生んだ光ディスクの高密度化に

外径打ち抜き作業工程を示した。又、図 4-2-6 にスタン

対して大きな貢献をした技術であり、この功績に対し

パー製作工程を示し、ガラスマスターからスタンパーて 2016 年度の紫綬褒章が送られ、ソニーの柏木他がまでの形成過程を明確にした。当然であるが、作成さ顕彰された。又、この技術を実用化した LBR は、超れたスタンパーは、厳格に検査され基板成形工程に送高精密機器として日本でしか生産できず、海外への輸られる。図 4-2-7 にスタンパー検査機の写真を示した。

出も行われている。
ⅲ）現像、定着工程とⅳ）金属原盤作成工程（電解メッキ）及びⅴ）打ち抜き・洗浄工程は、一連の流れの中で同じ工程で行われる。基本的には LD と同じであり、Vol.21 の「LD の開発実用化に関する系統化調査」に詳細に記述されているので省略するが、外径の違いによる工程の相違点について記述する。現像、定着工程は LBR によるオン・オフによりできた 0 と1 を現像処理すると、レーザー光が当たった所は感光

図 4-2-4

メタルマスター自動製作装置

材が溶け出したガラス面が現れる。レーザー光が当たらなかった部分は硬化して残り、それを「ガラスマス
ター」と呼んでいる。当然、ピットの精度に影響する
現像条件の管理は重要なパラメータだが、現像後のガラス原盤はベーキングされてピットの凸凹が定着される。このガラスマスターからメタルマスターが電解メッキ（電鋳）工程を経て生成される。銀の導電膜が付いたガラス原盤を電鋳液に浸して電流を流し、ガラ
ス原盤表面にニッケルを析出させることによって、ガラス原盤上の凸凹をニッケル盤上に転写することがで

図 4-2-5

内・外径内抜き作業

図 4-2-6

スタンパー製作工程

きる。これをメタルマスターと呼んでいて、付着しているレジストや電極用の銀を洗浄剥離して完成する。
当然のことであるが、電解液の成分管理はメタルマ
スターの品質に大きな影響を与えるので、成分のスルファミン酸ニッケル等の管理は重要である。
このメタルマスターを用いて、同様の電解メッキ法
でメタルマザーが作られる。メタルマザーは、メタルマスターとはピットの凸凹が反転しているので、メタルマザーから同じ技術でスタンパーを生成する。スタンパーは生産する CD の量で決められるが、短期間に何十万枚もの CD メディアを作らなければならないよ
うな場合は、複数枚のスタンパーが用意される。スタコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

43

基板成型機は、CD メディアの場合、一般的にスクリュー式射出成型機を使うのが一般的である、図4-3-1 に射出成型の概念図を示したが、射出成型機の
動作は

1）型締め

2）射出

3）保圧

4）冷却

5）

離型の順に行われる。CD メディアの場合、現在は電動射出成型機で 50 トン程度の機器が使われている。
長年の試行錯誤の末、この成型機は、油圧式から電動式に移行したことが、メンテナンス性に優れた量産システムを産み、CD メディアの生産性向上及び大量生産に繋がっていったのである、図 4-3-2 に、現在のSony DADC Japan で使用されている射出成型機の写真を示した。主な、成形条件としては、①サイクルタ
イム
図 4-2-7

スタンパー検査機

②金型温度

ンダー温度

③型締圧力

⑥射出速度

④冷却時間

⑤シリ

⑦射出圧力等であるが、生産性に直結するサイクルタイムを目標値に設定して、4.3 プラスチック基板成型工程

他のパラメータの最適条件を探し出す作業を繰り返しおこなうことにより、成形条件を決定していくのであプラスチック基板成型工程の中には、③基盤形成工るが、これは、エンジニアの熟練と経験の賜物以外の程、④成膜工程、⑤保護膜塗布工程、⑥印刷工程が含

何物でもない。当然のことであるが、ディスク成型用まれる。光ディスクの生産は、一枚のスタンパーから

金型は、形状、寸法が正確で成形能率が高く、耐久性

大量のレプリカを成型する方式であり、長年にわたっが高いことが必須である。又、サイクルタイムやディて技術改良を積み重ね現在の大量生産が達成できた貴スクの性能は金型の性能で決まるものであり、金型の重な技術分野である。その中で、最も重量な工程は構造、寸法精度、表面処理技術等がノウハウとして重④基板形成工程である。基板材料には CD メディアの要なファクターである。

場合、一般的に高機能プラスチックであるポリカ―ボ
ネート樹脂が使われる。ポリカ―ボネート樹脂は、特性として①屈折率 1.58

②光透過率 87％以上

屈折が光の位相差で 20％以下③複④熱変形温度 130℃

～140℃⑤吸湿率 0.15％以下の光学ディスクグレードを使用する。光学ディスクグレードとは、サブミクロ
ンレベルの異物低減、アルミ反射膜の劣化や変形を抑えた長期信頼性と、より高精度な転写性を達成する

図 4-3-1

射出成型概念図

図 4-3-2

電動射出成形機ために開発された樹脂のグレードである。又、成型時の溶融流動性は、ピットの成型や配向性に関係する重要なパラメータであり、メルトフローインデックス（MFI）は 20 以上が推奨されている。この様なポリカ―ボネート樹脂は開発が難しく、日本では、帝人化成、
三菱化学エンジニアリング等限定されたメーカしか開発、生産が出来なかった。このポリカーボネート樹脂
は、異物混入を避けるために、工場から直接ペレットの状態で、慎重にサイロに納入されるのである。昨今
は、CD-DA の音質改善のために、ポリカーボネート
樹脂の分子量をより高くした材料が求められており、

44

HPCD 等の商品名で CD-DA ディスクが市販されてい成膜工程とは、ディスク信号面にアルミの反射膜

るが、マーケット戦略から生み出された商品で、音質を成膜する工程を指す。ディスク規格では 70％の反の改善の定量的な議論には至っていない。

射率を規定しているので、約 100nm 程度の膜厚をス

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchパッタリング法で成膜する。現在は一連の工程のな完成した CD-DA ディスクは検査装置で検査されたかで、インラインでスパッタが可能であり、生産効

後に出荷されるが、ソニー DADC Japan では、今ま率は格段に向上している。図 4-3-3 に現在使用されてでに生産したすべてのディスクを原盤として保存しているインラインのスパッタリング成膜機の写真を掲載

おり、地震・防火対策をした専用の建物で厳重に管理した。この後の工程としては、保護膜塗布工程があされている。これは、究極のデータアーカイブのみる。これは UV レジンをスピナー又はスプレー方式

ならず、いつでもリピートオーダーに対処できる体で塗布（数ミクロン厚）して、紫外線（UV）で硬貨制を確立しているのである。図 4-3-4、図 4-3-5 に原盤させるものである。一方、保護膜のディスク端面処理

保存の状況を示し、図 4-3-6 に 1982 年 10 月に日本でには、細心の注意が必要である。端面からの水分の浸初めて発売された CD-DA のディスクを示した。これ

透等でアルミの反射膜が影響を受けて、ディスクの信は、DADC Japan の前身である CBS ソニ―レコード

頼性に影響を与えるからである。最後の工程として、（株）静岡工場で生産されたもので邦楽タイトルは「A

レーベル面の印刷があるが、特に CD-DA の場合、音LONG VACATION」。製品番号 35DH1、35 は価格で楽とマッチしたレーベルは芸術作品としての価値が高3500 円、D はデジタル、H は邦楽、1 はカタログ通しい。その為に、配色、色合い等は特別に配慮され、こ

番号の一番を表している。35 年前に、ここから始まっ

だわった印刷が行われる。ユーザーの購買意欲や保存た日本の CD の歴史に名を残したタイトルである。

意欲に訴える印刷は、多色スクリーン印刷やオフセッ
ト印刷が使用されるケースが多いが、商品完成までの苦労は多く、課題は今でも模索中である。

図 4-3-3

図 4-3-4

原盤保存建物内部

図 4-3-5

マスター保存状況

インラインスパッタ成膜装置

実際の、ディスク成型時における信号（ピット）の形
状の最適化はディスクの性能に大きく関係する。理想的なピットの形は矩形タイプであり、その深さは、反射率が最大になるλ/4 で、λ＝ 780nm、ポリカーボネート屈折率 1.5 で算出すると約 100nm 程度になる。しかし、スタ
ンパーがメッキで電鋳され、転写性を求められるので、実際はサッカースタジアムの様なエッジに傾斜がある。CD
の場合は、ピット長さが EFM 変調のために , 前述したように 9 種類（0.87～3.18µm/ 線速度 1.25m/s の場合）あり、
ピット幅は 0.8µm（トラックピッチ 1.6µm の場合）が指標になる。その上に、スタンパーはレジストの現像というア
ナログプロセスがあるので、ピットの長さは、ミクロに見ると、トラック方向に長くなったり、短くなったりしている。これは、読み出した信号の精度が変化していることを意味しており、アシンメトリの変化として補正する技術を必要としているが、今では、ピットの長さを意図的（約 1.4倍）に長くするような技術的解が見つかり対処している。

図 4-3-6

日本初の CD-DA ディスク

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

45

参考・引用文献

2）「CD ファミリー」中島平太郎、井橋孝夫、小川博

1）「図解コンパクトディスク読本」中島平太郎、小川
博司共著

46

オーム社（1996）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March司共著

オーム社（1996）

5｜CD ファミリーの系統図
CD-DA はすべての CD メディアの原点になり、想定した技術ロードマップに沿って、CD メディアの規格である様々な“ブック”が策定され、CD ファミリーは順調に広がっていった。新しい技術が登場し、それが CD ファミリーに位置付けられる規格として承認されるまでは、かなりの紆余屈折あることは一般的である。即ち、CD ファミリーのブックの発展は、技術的に体系化されて計画されたものではなく、むしろ市場原理やメーカ間のパワーバランスの影響を受けて流動的に決定してきた例が多いのである。ブック、即ち規格が存在しても、製品は市場で見たことがないようなケースもあり、苦労して策定した“ブック”であっても市場に受け入れられず、製品の発売やサービスの提供は既に終了してしまっているケースも珍しくないの

図 5-1

CD 関連の主な規格書である。まさに、“虎は死んでも皮を残す”の格言の① 技 術 の 基 盤 と し て の ブ ッ ク。 こ の 分 野 に は、ように「CD メディアの製品は終了しても、CD ファ「レッドブック（CD-DA）」「イェローブック（CD-ミリーにブックを残す」ことで歴史にその名を留めて

ROM）」「グリーンブック（CD-I）」「スカーレット

いるのである。

ブック（SACD）」「パープルブック（DDCD）」な

一口に“ブック”といっても、策定されるまでの経どが該当する。このグループの特徴は、規格が先緯や背景などの性格が大きくことなっているし、何のに存在するため比較的整理されている点にある。

ために規格化されたかが解りづらくなっているものも②仕様を整理・統合するためのブック。このグルーある。つまり、CD ファミリーの歴史の体系を理解す

プのブックは、複数の会社で技術開発が先行してるには、技術的な“ブック”の中身を知るだけでなく、進められており、それを整理・統合するために政治的な中身の測面を理解する必要がある。

策定されたものである。「ホワイトブック（ビデCD ファミリーの規格書は○○ブックと色の名前でオ CD）」「オレンジブック（CD-R）」「ブルーブッ呼称されているわけだが、ブックの色分けはどのよう

ク（CD-EXTRA）」等がこれに該当する。このグな基準で行われたか、明確な定義が存在しない。但ループの特徴は、複数の CD メディアによる規格

し、CD-DA の基本規格書である「レッドブック（Redの関連性が扱われている点にある。

Book）
」だけは、
「ソニー，フィリップスによる CD③ CD ファミリーに統合するためのブック。このグの仕様を検討する技術ミーティングを開催した際に、ループは、既に新しい製品やサービスが開発され配布資料を閉じこんだ紙ファイルの表紙が偶々赤かっており、それを既存の CD ファミリーの体系に統たため、いつの間にか“レッドブック”と呼ばれるよ合するために策定されたものである。そのためうになった」と言い伝えられている。このように、あに、ブックの拡張という形で扱われることが多くまで CD ブックの色は偶然の賜物であるが、後述すい。ホワイトブックのスーパービデオ CD、フォるイェローブックやグリーンブックについては「赤ト CD、CD-BGM などが該当する。このグルー以外で、分かりやすい色を選んだ」とのことが伝えら

プの特徴は既存の製品やサービスが先に存在し、れており、あくまでも実用本位であったのである。図

マーケットへの配慮から後追いで“ブック”に追

5-1 に CD 関連の主な規格書を示した。

加された点にある。その為に、規格としては CD

5.1 CD ブックの分類

ファミリーに残っていながら、実際の製品やサービスは、既に終了して市場から消えているという現象が見られるのも特徴である。

CD ファミリーのブックは大きく 3 種類のグループに分類される。

又、最初のグループの派生として「ブリッジフォー

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

47

マット」がある。ブリッジフォーマットは新しい技術「マルチメディア CD」と呼んだのであるが、マルチを普及させるために、既存の複数の“ブック”に互換

メディア CD という規格は存在せず、ブックも存在性を持たせるように拡張したものである。CD-ROM

しない。これに近いものが、「サブコード CD」であXA、CD-IReady 等がこれに該当する。このグループ

る。サブコードは特定の CD ファミリーを指すものでの特徴は、既存の製品やサービスが先に存在するわけはないが、サブコード領域を使用する CD ファミリーではないが、プロダクツのシーズから戦略的にブック（CD-G，CD-EG，CD-MIDI、CD テキスト）の総称とに追加された点にある。その為に、元々のブックが意して用いられている。但し、サブコードの規格はレッ

図していたであろう CD メディアの姿が、他の規格とドブックに規定されている。

の境界線が曖昧になったことで、解りづらい状況に

CD フォーマットの中には、個々のメーカが独自になっていることも多いのである。図 5-1-1 に CD ファ

仕様を定めたものもあり、大きく分けると 2 種類に分

ミリー概略図を示した。

類される。
①基本的には“CD ファミリー”に属する規格をベースに、独自の拡張部分を追加したもの。具体的には、ゲーム機用の CD-ROM である。ソフト
ウエアの独占販売権というビジネス上の利益を確保するために、一般的にゲーム機の CD-ROM は、
音楽 CD プレーヤでの誤用を避けるために、最内周に警告のメッセージの CD-DA トラックが置かれ、その外周にコピープロテクトを施したゲームプログラムが置かれている。複製を防ぐためにあ

図 5-1-1

CD ファミリー概略図

えて独自部分を設けているのである。この技術のベースは CD-ROM 仕様であるが、独自開発要素

5.1.1

CD ファミリーとブックの関係があり、このビジネス参入者に対して、ソニーのCD ファミリーとは、最初にフィリップスが言い出場合は独自のライセンス契約を付加している。

した概念である。CD メディアをどのように使用する②物理的には“CD メディア”をベースにしているかをソニー、フィリップス、その他のライセンサーがが、独自仕様によるものである。厳密に CD ファ

検討し策定した個々の規格をいう。具体的には、CD-

ミリーの視点から見れば、これは CD フォーマッ

DA，CD-ROM，CD-I，ビデオ CD，，，，など、個々のトには該当しないものであるが、マーケット上のCD フォーマットをまとめて呼ぶときに用いる。ブッ

理由により提案されたもので、互換性の観点か

クは CD ファミリーの規格を定めた仕様書の俗称であらは、ハードメーカは保証できないものである。

る。ライセンス契約に基き、仕様書と後述するシステ

市場に導入されたコピーコントロール CD や、ムロゴが提供される。但し、一つの使用者に複数のCD-DA ディスク上に CD-ROM 領域を置いたエCD ファミリー規格が規定されていることもある。例

ンハンスド CD がこれに該当する。

えばレッドブック（CD-DA）の中には、CD-G，CD

このように CD ファミリ―（ブック）の外にあるテキストなどの CD ファミリーが規定されている。現CD も存在したのであるが、この 20 数年でゲーム市場

在は CD メディアが一般化したことにより、基本的なは発展を続け、今では CD-DA 生産が世界的に落ち込

ブックの内容が ISO や JIS に規定されたことと、ラんでいるなかで、CD 生産工場の屋台骨を支えている

イセンサーの有する特許期限が到来したことにより、貴重な分野である。図 5-1-2 に CD ファミリー相関図

一部のブックに関してはライセンス契約を締結しなくとして、ディスクと再生プレーヤの相関を表示した。

とも技術情報を入手することが可能になっている。
一方、ある特定の団体が概念を提唱して、理解をCD ファミリーの系統難しくしている例もある。いわゆる“マルチメディ

様々な CD の規格は、どのように策定されて、どのよ

ア CD”の概念は、マルチメディア CD コンソーシア

うに CD ファミリーが構築されていったのか、時間軸のム（CD メディアの普及促進団体）が提唱したもの

面から眺めてみると、すべての商品と同様に CD ファミ

で、その対象を CD ファミリーの中で、CD-I，ビデ

リーにはライフサイクルが存在することがわかる。

オ CD，フォト CD，CD-G に置きそれらを総称して

48

5.1.2

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March図 5-1-2

CD ファミリー相関図① CD ファミリー導入期
CD ファミリーの導入期は、その後の CD メディ
アの基礎となるブックが策定された 1980 年からい。（後に登場するオレンジブックも同様の問題があり、推進団体を巻き込んだ解決案を実施した）③ CD ファミリーの成熟期

1985 年までの時期である。1980 年のレッドブッ1990 年以降は、様々な仕様の CD メディアが先クが CD メディアの基本仕様を定め 1982 年のイェに商品化され、これ等を統合整理して、互換性を

ローブックがデータ記録の基本仕様を、1985 年の維持するために、後追いの形でブックが策定されグリーンブックが“マルチメディア”“インタラた時期を、CD ファミリーの成熟期と呼んでいる。

クティブ”といったその後の CD メディアの使い

この時期は既に CD メディアの技術的基盤は確

勝手のコンセプトを示した。ここに共通する特徴

立しているために、それに基づいて企業が独自のは、規格が商品開発に先行して策定されたことで開発を進めて商品化を行った結果、機能や外形はある。CD ファミリーの製品化に向けて、まずイ同じに見えても実態が異なる非互換の製品が乱立

ンフラとしての規格が練られ整備されて、それにして、市場を混乱させることになった。この混乱合わせて製品開発が進められたのである。

を解決するための調停役としてブックが策定され② CD ファミリーの成長期たのである。

“成長期”と呼べるのは、続く 1985 年から 1990

この時期に策定されたブックは、1990 年のオ年頃である。導入期に策定された基本的なブック

レンジブック（CD-R）、1993 年のホワイトブッに基づいて、さまざまな CD ファミリーが登場し多ク（ビデオ CD，CD-IDV）、1996 年のブルーブッ様化した時期である。即ち、既存のブックを拡張

ク（CD-EXTRA）などがある。

し追加する形で規格が増えていったことが特徴である。レッドブックの拡張は、1985 年の CD-G と少し時間軸は後になるが CD ファミリーは様々に多1991 年 の CD-EG、1987 年 の CD-V、1990 年 の CD様化してきた。記録した音楽の品質そのものを改善

シングル、CD-MIDI である。イェローブックの拡すべきだとの要望に応える形で、次世代高音質オー

張は、1989 年の CD-ROMXA であり、グリーンブッ

ディオシステム SA-CD （スーパーオーディオ CD,

クの拡張が、1992 年の CD-IDV、CD-BGM である。

スカーレットブック）が 1999 年に策定された。基本

これらに共通する特徴は、応用商品の開発が進め的にはレッドブックの派生規格として、新しいオー

られた結果、既存のブックではカバーしきれない

ディオの符号化にダイレクト・ストリーム・デジタル製品が登場し、製品に合わせて仕様が追加された（DSD）方式を採用したもので、サンプリング周波数ことである。製品化と規格の策定が同時期に進めは 2822.4kHz、再生可能周波数帯域は DC〜100kHz 以られたため、初期の段階では互換性に問題が生じ、上に向上したシステムであった。1996 年頃から DVD

収拾までに大変な苦労とコストがかかった例が多規格が制定され、ビジネス化が始まっていた時期とコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査49重なり、DVD オーディオに対抗する意味もあり、CD

5.1.3

CD ファミリーとロゴマーク

層 と SACD 層 の 2 層（0.6mm 張 り 合 わ せ で 1.2 ｍ ｍ

前 述 し た よ う に CD-DA か ら 始 ま り、CD フ ァ ミ厚さ）からなる規格である。SACD プレーヤであれリーとして多様なフォーマットが誕生した。そこで、

ば、CD-DA と高音質スーパーオーディオ CD の双方

CD 関連製品がそれぞれの CD 規格に準拠しているこを楽しめることが最大の特徴であった。現在でも、高とを示す“システムロゴ”が制定された。これらの音質を求めるユーザーは存在してソフトタイトルは発システムロゴは、すべての CD 関連製品に表示され売が続いている。

ることになる。ソニー/ フィリップスは CD 関連必須
特許のライセンスの許諾にあたり、許諾書、規格書

一方、CD メディアの記録容量は、1982 年当時は大そしてシステムロゴマークの 3 種の神器を供与して、容量（約 0.65GB）と評価されていたが、その後のマ

これらを管理するとともに、規格書の更新、標準テ

ルチメディアデータの普及により、容量不足が指摘

ストディスクの提供、CD 関連製品の互換性の検証なされるようになってきた。そこでこうした大容量メ

どの規格維持活動を行うことで、CD ファミリーの互

ディアのニーズにこたえるため、CD メディアの容量換性の確保に努力した。その中で、CD 関連商品に付を約 2 倍の 1.3GB に増加した規格として策定したのけられたシステムロゴは、正式にライセンス契約をが DDCD（ダブルデンシティーCD）で、2000 年に発取り交わしていることの証なのである。図 5-1-4 に主行した規格書はパープルブックと呼び、ライセンスがなシステムロゴ及びマーケティングロゴを表示した。

開始された。DDCD は規格としては CD ファミリー

基本的には、COMPACT DISC を中心にその下部にに分類されているが、ディスクを利用するためには、

使用目的に応じた名前、例えば DIGITAL AUDIO や専用の DDCD ドライブを必要とすることや、容量もDIGITAL VIDEO 等を付加したものである。

中途半端でありメディアコストも高くなるなどの課題があった。ソニー、ヤマハなどから商品が販売されたが、より高容量の DVD ドライブ、メディアに飲み込まれる形で、DDCD は定着しなかった。図 5-1-3 に
CD-ROM 規格関連図を示した。技術的な観点から俯瞰すると、レッドブックの上に構築された各種アプリ
ケーション仕様とオレンジブックやスカーレットブッ
クに代表される全く異質の技術を規格化したものに分類されるのである。

図 5-1-4

CD 関連システムロゴとマーケティングロゴ

システムロゴと共存する形で存在したのがマーケッ
トロゴである。マーケットロゴとは、市場におけるビジネスの推進を目的に、ライセンサーと強力して、関係する業界団体が制定したロゴの事である。主な例として、CD-I のマーケットロゴは 1992 年に CD-I コン
ソーシアム・ジャパンの市場流通委員会により提案されたマーケットロゴの最初のケースである。又、ビデオ CD のマーケットロゴは 1994 年にビデオ CD 規格
2.0 に準拠するビデオ CD プレーヤ及びビデオ CD ソ
フトタイトルに使用するロゴとして制定された。当初、日本限定で使用されていたが、ビデオ CD ビジネ
スが中国、インド、台湾、シンガポールから中近東に
図 5-1-350

CD-ROM 規格関連図

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

拡大するにつれて、世界中で使用されるようになり、
ビデオ CD の“貝殻マーク”として親しまれている。

その他に、スーパービデオ CD やビデオ CD-ROM 等

が CD 市場の活性化につながり、主要な産業としてののマーケットロゴは制定されたが、大きなビジネスに位置を占めるに至ったのである。

は発展せず限定的な使用に留まった。

5.2 主なブック（規格書）の系統

5.2.2

イェローブック（CD-ROM），

イェローブックは CD-DA でオーディオ情報を記録していた情報トラックに汎用的なデータを記録する

CD 発展の歴史的観点からみると、主なブック（規CD-ROM について定めたものである。このイェロー

格書）は、「レッドブック（CD-DA）」，「イェローブッ

ブックは CD-ROM の物理フォーマットのみを規定しク（CD-ROM）」，「オレンジブック（CD-R）」ており、論理フォーマットについての規定はない。その 3 冊である。この 3 種類の規格書は、それによっの為に CD-ROM が実用的なメディアとして寄与するてもたらされたビジネスの規模が圧倒的に大きく、世には、イェローブック上に各種の論理フォーマットをの中を大きく変革して、CD ファミリーの発展に大き定める必要があったのである。イェローブックに規定く寄与したものである。

されている CD-ROM のデータフォーマットは、ディ
スクの機械的特性、物理的特性、ディスクのサイズや

5.2.1

レッドブック（CD-DA）

一般的に“CD-DA の規格書”と呼ばれているレッドブックであるが、CD の仕様に関する情報としては
大きく 2 種類の情報が規定されている。

材質、ディスクの記録特性、データトラックのフォー
マット、誤り検出と誤り訂正の特性、情報のコード化、情報再生の光学的特性等である。
CD-ROM に記録されるデータは、元になるユーザ

第 1 に、音楽用 CD の固有の仕様を定めたものであ

データに CD-ROM 用のエラー訂正符号が付加されたり、CD-DA の規格書という側面である。即ち、デジ後にスクランブルされる。さらにそのデータにオー

タルオーディオディスクとして必要な、楽曲のサンプ

ディオ用エラー訂正符号が付加され、この 2 段階処理

リング周波数やチャンネル数、記録できる周波数帯域によって、CD-ROM と CD-DA の互換性が実現されなどのシステム仕様を規定しているほかに、ディスると同時に、データの記録に必要となる高信頼性がクに記録されたデータのエラー訂正方式である CIRC

確保されているのである。その後に、CD-ROM の物（クロス・インターリーブ・リードソロモン・コード）

理フォーマットはイェローブックの仕様を基にして、や EFM 変調方式までを規定した規格書である。ま「120 ミリ再生専用型光ディスク（CD-ROM）」としてた、一枚のディスクに記録できる楽曲の上限（99 曲）

国際規格に採用されることになり、前述したように、や音楽トラックの間隔なども定められている。レッド

各国の工業規格として国際標準の地位を得た。

ブックがこうした仕様を厳密に規定することによって、商品としての CD-DA はメーカ間の互換性が確保され、現在の CD メディア普及の礎を築くことになったのである。

5.2.3

オレンジブック（CD-R）

正確に記述するとオレンジブックは、「Part1」と「Part2」に分かれている。

第 2 にレッドブックは、CD メディアに共通する仕Part1 は CD-MO（CD とは非互換の光磁気記録メ様を定めたものであり、CD メディアの規格書というディア）であり、Part2 は CD-R（CD 互換の追記型メ側面がある。ディスクの厚さや、使用できる材料とディア）である。CD-MO はソニーからミニディスク

いったディスクの物理的仕様や、ディスクの信号の記（MD）として、1992 年に発売された MD システムの録方式として、1 フレーム（ブロック）が、2352B で基礎になった規格書である。一方、Part2 は一般に呼構成され、データは内周から外周に書き込むなどに関ばれている CD との互換性のある CD-R の規格書であして規定されている。この仕様は CD-DA に限らずする。CD-R の技術的詳細については第 7 章で記述する

べての CD メディアに共通するものであり、互換性のので、ここではブック策定の状況についてのみの記述

基本になっている。例えば、ディスクの材料に関してにとどめる。

は要求される仕様は記述しているが、材料を特定してソニー、フィリップスによる CD-WO の基本合意のはいないし、ディスクの製造方法の規定もされていな

あと、電子部品メーカの太陽誘電（株）からソニーにいために、各社が競い合ってディスク材料の改善に取対して、彼らが開発中の「有機色素系の追記型記録メ

り組んだり、製造設備の革新に取り組んだ結果、CD

ディアを CD-WO 規格に含めて貰えないだろうか」とメディアの製造コストは、低価格化が実現して、それの相談があった。ソニーと太陽誘電をつないだのは、

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

51

デジタルオーディオの先駆者であった中島平太郎であTaiyoyuden Advanced Recording  Laboratory）が設り、当時アイワ（株）の社長を務めていた。中島の置され、初代社長には中島平太郎が就任して、メディ「CD との互換をとることを開発の最優先事項とする」

ア、ハードウェアの販売及びサービスが開始された。

との要望を受けた太陽誘電の若きエンジニアの石黒、

皮肉にも、「悪魔のメディア」である CD-R を最も多浜田は、「反射率 70% の壁」を何とかクリアーできるく使ったのは、ゲームや出版ソフトのタイトル制作者

有機色素膜の記録層と新たに配置した金の反射膜を直であり、ソフト業界であった。課題として不正コピー付けする技術を開発した。一方で、記録膜の有機色素は防げず、見方によってはソフト業界に塗炭の苦しみの最適化を行い、信号ピットのエッジの急峻な立ち上を与えたと指摘する方もいるが、その「いかがわしさ」

がりによるジッター成分を減少させる難題の解決に成をいかんなく発揮したのが CD-R であった。この、ス

功して、CD との互換が達成されたのである。

タートラボ（株）は、太陽誘電製の高品質（日本製）

CD との互換性のあるメディアは、ソフトコンテン

な R メディアの独占販売や R メディアの特殊なサーツ業界にとって「諸刃の剣」であって、不正コピー

ビス事業までを手掛けたが、ネットワーク社会への急の防止を最優先に掲げる方々からは、「悪魔のメディ速な移行等により 2016 年 3 月に 26 年にわたる使命をア」として忌み嫌われた。しかし、急成長していた終えたのである。

CD-ROM メディアのビジネスは、この互換性のある
CD-R メディアなくしてソフトコンテンツが作れない

参考文献

ような事態を生じて、1988 年 8 月ソニーは、記録ド1）「コンパクトディスク

ライブの開発とフィリップスに対しての標準化の働
きかけを行うことを決定し事態は大幅に動いたのである。技術内容はフィリップスに伝えられ、検証実験が行われて、正式に 1989 年 5 月新しい仕様書として「オレンジブック Part2」が発行された。CD-R のビ ジ ネ ス 化 は、紆余曲折を経て 1989 年 6 月 か ら ソニー/ 太陽誘電合弁会社「スタート・ラボ」（Sony52

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

その 20 年の歩み」CDs21

ソリューションズ （2005）
2）「CD ファミリー」中島平太郎、井橋孝夫、小川博
司共著

オーム社（1996）

3）「音響技術史」森、亀川、君塚共著

東京藝術大学出版会（2011）
4）「高密度光ディスクに関する研究」 渡辺哲
大学博士論文（工学）（2007）

東京

6｜CD 関連ビジネスの出現と規模
光ディスクシステムの変遷については、概略的に図6-1 に表記してみたが、CD 関連ビジネスをどの範囲

6.1 光ディスクシステム（ハードウェア）の変遷まで包含するかは難しい判断である。1980 年代初め

1980 年代の初め頃より、光ディスクは、にわかに脚の LD（レーザーディスク）から始まった光ディスク

光を浴びるようになってきた。その背景は、ハリウッド

システムは、1982 年秋のソニーからの民生用 CD-DA

を始めとする映像関連業者は VTR による映像配信ビジ

プレーヤの発売で CD 関連ビジネスが出現し、大きなネスの代わりにディスク（コピーが不可能）による映像

マーケットを形成することになった。CD はランダム

配信ビジネスを熱望していた時期と重なり、30cm の外

アクセス性の良さ等コンピュータとの親和性が非常に形を持ったレーザーディスク（LD）が発売されて、“絵良かったことと、安価な記録媒体の要望が強かったたの出るレコード”として、認知が始まった時期であっ

めに、コンピュータの外部記録メモリーとして、オーた。しかし、LD はパイオニア（株）、フィリップス（株）

ディオデータの代わりにデジタルデータを書き込ん等の努力にもかかわらず、映像ソフトビジネスの難しさだ CD-ROM が脚光を浴び、爆発的にハード、ソフト

や、VTR ビジネスとの競合などのため、大きな市場をは 増 加 し て い っ た。CD-ROM の 約 0.65GB の 記 録 容形成することができなかった。一方で、カラオケ業界

量は、文字計算で新聞紙 1.5 年分にも相当する膨大なや、教育業界ではそのランダムアクセス性の良さから、データを数秒で複製できるなどの大きな特徴を持ってコンピュータとの親和性が良かったために色々な用途にいたため、印刷・出版業界にはグーテンべルク以来の使われて特殊な業務用マーケットを確立し、2000 年の「印刷革命」として強烈なインパクトを与え、巨大な初めまでそのビジネスは続くことになる。1990 年代の産業が形成された。その一部はゲーム分野に使用され半ば頃からは、LD プレーヤは、CD の再生が可能なシてソニーコンピュータエンタテイメントから 1994 年

ステムになり、LD，CD-DA 互換プレーヤとして、コンに“プレーステーション”として発売され民生用 CD-

スーマービジネスが続けられたのである。

ROM のビジネスが出現した。CD-ROM のビジネスの拡大はめざましく、ゲームから電子出版や GPS を取

6.1.1

り込んだカーナビの世界まで多岐にわたるのである。

据え置き型プレーヤの変遷

CD-DA 規格発表の 6 か月後の 1982 年 10 月、前述した経緯により、ソニーは CD-DA 据え置き型プレーヤ

CDP101 の発売に踏み切り、CD-DA ビジネスの幕がきって落とされた。価格が当時の値段で 16.8 万円もしたためやソフトタイトルの不足のため、購入できるユーザーは限定されたが、数千台の初期ロットはなんとか市場に受け入れられ、その後の参入メーカーの指標になった。この CDP101 は、技術的には以下の特徴を備えた、完成度の高い機種であった。
①軸摺動型オプティカルピックアップの採用による
図 6-1

光ディスクの変遷

6-1 では、主に民生用光ディスクシステムのハード

安定した再生機能②スライドローディングによるディスクの搬送機構の採用

ウェアの変遷及びビジネスについて記述して、6-2 で③ 3 チップ LSI による完成度の高い回路設計

は CD を世に知らしめたポータブル CD プレーヤにつ④光源に世界初の 780nm 半導体レーザーの採用

いて記述する。6-3 で CD-ROM 関連ビジネスの出現⑤小型ミニコンポサイズの外形についてまとめて、6-4 では、その他の CD-ROM がさらに、この機種は各社の標準機として認知され、そ開いたビジネスの概要について報告する。

の後に発売されたほとんどの据え置き型プレーヤがスラ
イドローディング機構を備えるなど、多大な影響を与えた。主要部品のオプティカル素子やデジタル LSI の各社に与えた影響は大きく、生産台数は多くはなかった

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

53

が、CD プレーヤの生産が量産レベルで開始された記念新が進み、コストも急速に低下して、ポータブル CD

すべき技術の「マイルストーンモデル」であった。

プレーヤに搭載されるようになり、市場は急拡大して特に、この機種に採用された信号処理 LSI は 3 チッ行くことになった。この様に、光源の半導体レーザー

プ 構 成 で、CX-7933 は EFM 復 調 回 路 用 途 に、CX-の量産化の成功と共に、信号処理 3 チップ LSI の量

7934 は RAM とのデータのやり取りを制御するデー

産化の成功は、CD プレーヤの量産の核になる技術革

タ制御＆補間用途に、CX-7935 は CIRC エラー訂正用新であった。その意味で、CDP101 の完成、発売は、途であった。この当時、MOS のプロセス工程を持ち、ソニーだけの技術ではなく、当時の日本の技術力を集

約 10,000 ゲート近い LSI を生産可能であった先端企中した「賜物」であったと言って過言ではなく、CD

業は、唯一富士通（株）であった。N-MOS のプロセの技術開発史に燦然と輝く大きな「金字塔」であった

スを経て、チップサイズは 4 × 6mm 程度の大きさで、のである。表 6-1-1 に当時、当時の DAD 用 3 チップ

20～70 ピンの DIP プラスチックモールドパッケージ

LSI の仕様を纏めて示した。

に完成させてくれた。試作品の不安定な大きな回路基板が、これだけのチップサイズに収まったことは、真全ての CD プレーヤの生産技術は、ここからスターに感動的であり、富士通（株）の技術力の高さを世にトしており、例えば、オプティカルピックアップ（OP）

知らしめることになった。その他に、再生プレーヤのの光学部品の固定のための接着技術等は、接着剤の固キーパーツとしては、DA コンバータがある。民生用

着収縮の誤差を予測した精度が要求されて、長くノウ

16 ビットの DA で、9 次 LPF を必要としていたため、ハウとして蓄積されて、日本の企業だけが光学部品のその設計は難しく、高コストで約 $1000 以上もする代

高精度化もあって生産を可能にしていったのである。

物であった。しかし、1986 年頃から始まる再生プレー

2000 年降、OP 等の一層の生産拡大に伴って、海外生ヤの汎用化の流れに沿って、DA コンバータはデジタ産が拡大していくが、この分野の精密接着技術は、ノルフィルターの技術が導入されたり、LSI も世代を重ウハウの伝授が難しく現在でも日本企業の得意分野とねて約 30,000 ゲートを 1 チップ化するなどの技術革して残り、海外生産の場合でも技術指導をおこなっ

表 6-1-1

54

国立科学博物館技術の系統化調査報告

DAD 用 3 チップ LSI の仕様と写真

Vol.25 2018. March

て生産を続けている状況にある。翌年、ヤマハ（株）のである。寝食を忘れたエンジニアの努力が実を結びから 10 万円を切る値段で据え置きタイプのプレーヤ

何とか形が出来上がったが、原価を算出するコスト計（CDX-1）が発売され、市場の期待が益々広がってい算からは、目標を大幅に超えた価格しか提示できな

き、各社が続いて据え置き型 CD プレーヤを発売してく、技術陣は、皆、頭を抱え込んでしまった。

いった。この時期は、後述するポータブル CD プレー

発売以来、多大の開発投資を抱えていたソニーとしてヤの発売と重なり、それまでの価格帯が一挙に半分は、このプロジェクトは何としても成功させなければな

以下になったことが功を奏して、当初の中高年向き

らない CD ビジネスの最優先商品企画であった。当時のの CD が、レコード市場の中核を構成する若者や女性社長の盛田昭夫からは「ここでくじけてどうするのだ。

ユーザーの獲得に大きな役割を演じたのである。

値段は量産すれば下がる。最初の赤字はソニー全体で負ソニーは、この分野のリーデイングカンパニーとしうから販売価格は 5 万円以下にしろ」との厳命が下ったて、市場を切り開く役割を負っていた。その為に、商のである。多くの経験からコンスーマー商品は 5 万円を品企画の範囲を大幅に広げ、1983 年には業務用の CD

切ったところから爆発的に売れ出すという盛田の鋭い天プレ―ヤ、CDP-5000S（約 180 万円）から、高級 ES

才的マーケット感覚があり、1984 年秋に、このポータブシリーズにも商品を投入して、CDP-701ES（26 万円）

ル CD プレーヤ D-50「ディスクマン」（4.98 万円）は世や CDP-501ES（16.8 万円）等を発売している。又、据に出ることになる。盛田の予想どうり、D-50 は爆発的なえ置き型プレーヤの後継機としては、CDP-111（14.5

売り上げを記録して、ハードウエアコストも急速に下が万）、CDP-11S（11.5 万）を経て、1984 年に CDP-102

り、それに伴い CD ソフトのタイトルも急拡大して行き、（8.98 万）から CDP-103（8.48 万）までをラインアッ

CD-DA ビジネスを世の中に定着させた記念すべき商品にプにして、1985 年には CDP-33（5.48 万）を発売するなったのである。又、ポータブル CD プレーヤは“ディに至った。わずか 3 年余りで、プレーヤ価格は 1/3 にスクマン”として世の中に認知されて、その後爆発的に急落してしまったのであるが、CD マーケットを活性

機種を増やし、一層の小型化技術が施されて、CD の外化すべく，全社を挙げて取り組んでいたのである。

形とほぼ同じ大きさで、バッテリーの容量改善や省電力技術の採用で、約 100 時間もの再生が可能になり、全世

一方で、ソニーはカセットテープによる小型ポータ界に向けて導入されたのである。現在、D-50 は CDP101

ブルテープコーダ“ウォークマン”で音楽を自由に持と共に、ソニー博物館に大切に保管、展示されている。

ち運べる商品コンセプトを確立していたこともあり、

図 6-1-1 に 1982 年 に ソ ニ ー が 発 売 開 始 し た CDP101 と外形 120mm の小型化 CD は、最も重要なコンセプト

1984 年に発売した D-50 の発表写真を掲載した。

として注目していた。いつでも、どこでも、だれでもCD オーディオを楽しめる、ポータブル型 CD プレーヤの商品化は待ち望まれていたものの、当時の技術レベルでは、持ち運びのできる CD プレーヤは「夢のまた夢」であったが、エンジニアは斬新なアイデアで難題を一つ一つ解決していったのである。
具体的には、次のような難題が山積していた。
①オプティカルピックアップの超小型化②消費電力の削減に PWM 駆動方式の開発③持ち歩くため、サーボ外乱が大きく音飛び対策の技術開発④小型化及び省エネ化の第 2 世代 LSI の開発⑤電力供給のための特殊バッテリーの開発
商品化に当たっては、当時のソニー音響本部長であった大曾根幸三は、出来上がった試作品を水槽に沈め、泡が出なくなるまでの高密度、高集積化を求めてエンジニアを叱咤激励し、徹底した技術開発を要求した。その結果、完成までに約 3 年の時間を要し、開発から設計を巻き込んだ一大プロジェクトが実施された

図 6-1-1

CDP-101 と D-50

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

55

この導入期における CD タイトルの生産は、1982

全世界へ進出し、東芝 EMI は英国、米国で CD 生産

年当時は先発 4 社（CBS ソニー、ポリドール、日本工場をサポートしている程、日本の CD 生産技術は優コロンビア、東芝 EMI）だけであったが、2 年後のれていたのである。

1984 年には、約 22 社もが参入したと記録されている。

前述したようなポータブル CD プレーヤへの積極的

発売当初は、CD タイトルの小売り価格は、デジタルな投資は、据え置き型プレーヤビジネスに多大の影響

録音のものが 3800 円、アナログ録音をデジタル変換を与えた。据え置き型 CD プレーヤは、オーディオ市

したものが 3500 円、輸入盤が 4000～4200 円と CD プ

場の全盛期であったためか 1 年に約 5～10 機種もの商レーヤ同様に高価であった。一方、レコードメーカは品が企画された。しかし、コスト削減に手間取り、ソ

親会社のほとんどが電機メーカであったので、デジタニーでは、D-50 によってもたらされた LSI 等の量産ル化の流れにいち早く注目して、技術習得やタイトル効果が波及してきた 1985 年頃から、やっと 5 万円近

制作技術を磨き、この CD という革新的新商品に積極

傍の価格設定が可能になって、前述した CDP-33 や、投資をしたのである。その結果、1984 年末には、生CDP-510 が発売されて、普及に拍車がかかってきた

産能力が向上して約 4000 タイトルもの CD ソフトがのである。1986 年になると各社の競争は更に激しく市場に投入された。それと同時に、CD タイトル普及なり、CDP-M30 のようにのための様々な施策がなされた。ブルーノ・ワルタ―

売されるようになり、価格競争は一層激しさを増しやウィルへルム・フルトべングラーに代表される過去て行くと同時に , 市場は拡大していったのである。特の名盤のリマスターの CD 化が好評を博したことなどに、1988 年の CD シングルタイトルの発売が若者やから、「再販制度適応商品」でありながら 1984 年 11

女性市場への拡大に続がっていった。この年の 8 セン

月には小売価格が下げられたのである。これにより、

チ CD シングル生産量は、日本レコード協会のまとめ

クラシック市場ではアナログ LP との売り挙げ枚数のによれば、約 2500 万枚で、5 年後の 1992 年には 1 億

逆転現象が起こり、名実ともに CD が市場に認知され1000 万枚で、最も多く生産されたのは 1997 年の約 1たのである。1984 年の CD 生産実績は日本レコード

億 6800 万枚である。この様な現象は、CD プレーヤ協会の集計によると、約 636 万枚、金額で約 144 億にの低価格化と使い易さがもたらしたものであり、CD

過ぎず、アナログ LP と CD の金額ベースの比較は、プレーヤは、従来の据え置き型から、ユーザーのパー

88.6 対 11,4 である。CD の急激な成長は 1985 年以降

ソナル化に合わせた CD ラジカセなどのゼネラルオーになり、日本における 85 年の CD 生産量は 2000 万

ディオ分野の商品が爆発的に拡大したのである。相枚を超え、前年比約 3 倍もの急成長を果たしたので乗して CD ソフトは、アルバムの生産枚数が約 2 億ある。その勢いで、1986 年には約 4500 万枚を超えて1000 万枚という規模の市場を形成するに至って、CD

LP レコードと拮抗して、1987 年に約 6500 万枚と LP

は音楽産業の中心の地位を確保したのである。

3 万円台のプレーヤが発

レコードの倍以上の生産を達成して、完全に市場に定しかしそのような中で、ソニーの場合は高級オー着していったのである。図 6-1-2 に CD/LP ソフト売

ディオ分野にも、前述した ES シリーズの様な商品がる上げ推移を日本レコード協会資料から掲載した。

投入されて、特殊なマーケットを形成した。1983 年の CDP-701ES から始まった高級オーディオプレーヤ
は、最高級音質を追及して、約 10 万円以上の高付加価値を伴った機種であったが、より高音質の SACD
（スーパーオーディオ CD）が発売される 1999 年にはSACD 対応プレーヤ SCD-1（50 万）、SCD-777ES（35万）、翌年の DVP-S9000ES（20 万）、SCD-555ES（18万）として、市場に投入された。これは、その後に続く、海外の専業メーカーによる数 10 万～数 100 万

図 6-1-2

CD/LP レコード売り上げ推移（日本レコード協会発表資料）

56

円 / 一台の CD プレーヤのモデルになった機種である。SACD ディスクは 0.6mm の厚さのディスクを貼
りあっわせた 2 層技術を使用していたため、「スカー

一方、世界に先駆けて投資した日本の CD 生産技術

レットブック」として CD ファミリーの中に括られては、その生産の拠点を海外に移して、日本コロンビア

いるが、純粋な意味での CD 規格とは相違する。専用と日本ビクターは米国へ、CBS ソニーは米国を含むの再生プレーヤが必要で、既存の CD プレーヤでは

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March再生できなかったので、一部の領域での普及に止ま②ルーレットタイプは 3～5 枚の CD をルーレット

り、高音質 CD の普及は残念ながら実現できなかっ盤の上に配置して、チェンジャー機能を可能にした。しかし、その基本となった 1 ビットサンプリングたもので、ディスクの交換が簡単に行え、そのうの DSD（ダイレクト・ストリーム・デジタル）技術

えでディスクを目視で確認できる等の利点があっは、その後の高音質ネット音楽配信等の先行技術としたため、据え置き型プレーヤでは主力を占めた。

て認知されている。

1987 年の CDP-C5M（5.48 万）で初めて市場導入
されて、1993 年の CDP-C535（4.98 万）まで、数

6.1.2

チェンジャータイププレーヤの出現

機種が設計されて、据え置き型プレーヤとして市

1986 年の後半になって、CD ソフトタイトルが豊富場導入され、現在でも少量であるが生産が続いてに出回り、所有が多くなったこともあり、CD チェンいる。一方、技術的にはディスクの固定チャックジャーが初めて登場するようになった。CDP-C10（11機構、特に、海外には砂漠地帯や特別の気候地

万円）はソニーが発売した初めての CD チェンジャー

帯が多く、その環境対策として剥離を促すディス

で 10 連奏が可能な設計になっている。5 連奏が可能な

ク剝がし機構やごみや埃から OP を保護するため

CDP-C50（4.48 万円）も市場に導入されて、特に北米の防塵対策シャッター機構等、何枚ものディスクで人気を博し、新しいマーケットに位置付けられた。

を安定に再生するため、日本ならではの技術のCD チェンジャーのタイプは大別すると①マガジンタ

創意工夫が備えられている。図 6-1-4 に 5 枚ルー

イプ、②ルーレットタイプ、③収納タイプに分類できる。

レットタイププレーヤの概略例を示した。また、①マガジンタイプは 5～12 枚の CD を一つのマガジ

図 6-1-5 にディスク剥がし機構や防塵対策シャッンに格納したもので、ディスクの取り扱いが容易

ターの一例を示した。

であることが注目されて、当初は、据え置きプ
レーヤで実装された。1988 年の CDP-C100（7.98
万）や CDP-C900（4.98 万）、CDP-C910（4.98 万）でその技術は頂点に達した。その後カーオーディ
オの分野で防振技術や音飛び対策用のメモリーを備えた機器として実用化されて、高級カーオー
ディオの世界で大きな市場を築いていった。現在
でも、ナビを一体化したオーディオサーバーの様な進化はあるが、未だにカーオーディオの分野
では、車載用 CD プレーヤ又はマガジンタイプのチェンジャーが搭載されている。図 6-1-3 にマガジンタイプ CD プレーヤと車載用マガジンタイプ

図 6-1-4

5 枚ルーレットタイププレーヤ

プレーヤの写真を掲載した。

図 6-1-5

粉塵対策シャッター機構とディスク剥がし機構③収納タイプのチェンジャーは、1993 年頃から導図 6-1-3 マガジンタイプ CD プレーヤと車載用の CD プレーヤ

入されたもので、約 100 枚～400 枚の CD を収納できる構造に設計されている。CD を円形状の収コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

57

納庫に一枚ずつ立てて格納して、収納スペースを最小にする工夫を施すなど、日本ならではの技術の集大成であった。CDP-CX100（10 万）は初めて 100 枚チェンジャーとして導入されて、主に、北米市場等で好評を博した。その後 1995
年に CDP-CX100F として改良されて発売され、1996 年には CDP-CX200F（5,98 万）に発展して
CD200 枚の格納・チェンジャーが可能になった。
最 終 的 に は CDM62 と し て 400 枚 も の CD が 格
納・チェンジャーが可能になって大きな話題になった。
このチェンジャータイプのメカニズムは、日本独自の技術として発展し、パイオニア（株）もこの分
野に商品を導入しており、最大 400 枚もの CD が格納でき、選んだ CD が直ぐに再生できるなどのデュアルデッキ機構を配置するなど、非常に精密なメカ設計がなされたチェンジャー機能が完成している。図 6-1-6に 400 枚 CD チェンジャーの概略例を示した。

図 6-1-7

特許 3951500 の 400 枚チェンジャー機構

薄さとサイズで高音質を持ち歩けるポータブル機として登場し、センセーショナルを巻き起こしたのがソニーから発売された「D-50」である。ソニーは、カセットテープのウォークマンで培った高密度実装技術を駆使し、据え置き型の CD プレーヤと遜色のない高音質再生を誇りながら、軽量小型化を実現した。機能的にも現在演奏中の曲数や演奏時間が液晶パネルで確
図 6-1-6

400 枚 CD チェンジャー

認できるといった、CD ならではの利便性を実感できるだけでなく、アンプやラジオカセットに接続して音

この分野は技術的に日本の独断場であり、特許番号3541515 号及び特許番号 3951500 号などが登録されてれていたのである。

いる。あまりに複雑な機構のため、説明は難しいが、それらの高機能に加えて、当時の人々を驚かせたのロボットアームもどきの腕が、400 枚のディスクからが 4 万 9800 円という破格の価格設定であった。大幅一枚を取り出して、CD ドライブにディスクをチャッ

な IC 化、低消費電力化、部品点数の削減など、それクさせて再生させるまでの機構が特許として成立してまでに蓄積した様々な技術を昇華させることで、これいるのである。その一部を特許 3951500 より抜粋したまでに、CD プレーヤの購入をあきらめていた人々を

図面を , 後世の系統化技術の参考として図 6-1-7 に掲

一気に引き寄せたのである。サイズ感や使い勝手と、示した。

その後に多くのフォロワーを生んだ上質なデザインと6.2 CD を世に知らしめた CD ウォ―クマン

58

声を出力できるなど、ユーザー目線の仕様も盛り込ま

共に、オーディオマニアのみならず幅広い音楽ファンの誰もが、デジタルサウンドを手軽に楽しめるその完成度の高さは、CD という新しいメディアを世間に認コンパクトディスクが登場してから 2 年後の 1984

知させる大きな起爆剤となったのである。この章で年、当時はまだまだ CD プレーヤ自体が嗜好品の域には、「CD ウォークマン」を誕生させた技術の系譜にあった。そんな中、CD ケース 4 枚分という驚異的なついて記述するが、その開発の主目標になったのはオ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchプティカルピックアップ（OP）で、CD ウォ―クマ

ライドベースに「ガラス強化ポリカーボネート」が採ンの歴史は OP の超小型化、超軽量化の歴史と言って用された。一方、軽量化は、多くのメリットを生みだも過言ではないのである。図 6-2-1 に、1980 年頃の半し、応答性はよくなり、省電力にまでメリットがあっ導体レーザー出現前、He-Ne ガスレーザーを使ってたので、この樹脂化は必須であった。また、アクチュ

CD プレ―ヤを開発設計した歴史的な OP から 1990

エータのボビンは熱を発生するので、耐熱性の高い樹

年代初頭の小型化された OP の推移の写真を示した。

脂が要求されて、軽薄短小化に伴う精密成型性も考慮して、「フォートロンⓇ」を採用した。この結果、ボビンの共振特性は改善されて、2 軸アクチュエータの
部品点数の削減につながった。「フォートロンⓇ」は、耐熱性、難燃性、耐薬品性に優れ、イオン性不純物が少なくハンダ耐熱性にも優れているために、厳しいエレクトロニクス関連部品を中心に色々な所で採用が増えている。図 6-2-2 に第一世代光ピックアップの概略

図 6-2-1

オプティカルピックアップ（OP）の推移と部品構成を示したが、中心部にあるのがメカニカルユニットで、ディスク回転のためのモーター、下部に示した樹脂製の OP ユニット及び OP ユニットのスラ

6.2.1 ポータブル CD プレーヤ用光ピックアップの開発

イドベース等で構成されている。

この「D-50」の登場によって、各社の CD プレー
ヤの価格が下がり、ソフトタイトルも一斉に発売されて、業界全体の CD ビジネスも本格的に立ち上がった。しかし「D-50」は、持ち運ぶ場合、大きなアダプ
ターを必要とし、その上に重量もあったため、ポータブルとして気軽に持ち運べるというには未だ遠い製品であった。
「D-50」の光ピックアップは、いわゆる汎用品といわれる、様々な用途に使用可能な仕様で設計されていたので、より小型軽量化を図る場合は、まずこの

図 6-2-2

第一世代ピックアップの部品構成

光ピックアップを「CD ウォークマン」に最適化する
必要に迫られたのである。CD ウォークマン専用の光

第二世代光ピックアップは、第一世代に続いて開発

ピックアップを作るために、事業部の設計部隊が、見がすすめられた光ピックアップで、性能面の向上と、よう見まねで技術開発を進めてみたものの、完成まで更なる小型軽量化を進めた。性能面では、スタミナ化に約 3 年もの歳月がかかった。その上、量産するに（低消費電力）と高速読み込みに対応して、音飛びしはさらに数々の難題を解決する必要があり、結局 5〜

難くすることを目標にした。そのために、第二世代は

6 種類もの光ピックアップを試作する羽目になってし① OP スライドベースはそれまで使用していたガラスまったが、何とか、第一世代の重量 8g の光ディスク

繊維強化ポリカーボネートと金属製の「ベクトラアロ

ピックアップユニットが完成した。光ピックアップユ

イ」製の 2 種類が製品化された。②ボビンは、「フォーニットの最重要デバイスは、半導体レーザーと対物

トロンⓇ」から、より優れた機械的特性と振動吸収特レンズ（ガラスレンズから非球面プラスチックレン性を持つ「ベクトラⓇ」へと変化したが、ホルダーはズ）だが、双方ともに別の事業部が責任をもって事業

引き続き「フォートロンⓇ」を採用した。この結果、化を進めていたために、この開発は、OP ユニットのOP ユニット重量は OP スライドベースが金属性の場合

軽量化を大きな目標にして、汎用品の OP のスライドは約 8 ｇ、「ベクトラ材」の場合は約 4.5g と、さらなベースに使われていた亜鉛ダイキャスト部品を、樹る軽量化が達成された。ボビンに「ベクトラⓇ」が採脂に置き換えようとの試みからスタートした。金属に用された理由は、ヤング率が高かったことにあり、ほ対して、樹脂にすれば軽量化のみならず成形性や 2 次

かの樹脂材料（PPS 樹脂等）では、ヤング率は高いが、加工の削減により、コストにも寄与するのではと考え内部損失があまりないので、共振特性が十分ではなく、られたからである。この結果、第一世代では OP のス「ベクトラⓇ」ならではの特性が効果的であった。第二コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

59

世代では、OP スライドベースが薄い金属性と多少厚みることなどを考慮して、軽くて、共振特性が良い「ベのある樹脂製が用意されたが、「CD ウォークマン」のクトラアロイ材」を採用した。この結果、第三世代の形態や機種によって適材適所に使い分けられた。第一OP は、薄く、小型軽量で振動にも強く、コストも安世代に比較して、高速読み込みを可能にするために各いものを作ることに成功した。究極の理想型が実現で部品固有の共振周波数を上げたり、ディスク回転モーきたため、すべてのスライドベースは「ベクトラアロ

ターの高速回転に伴う振動の増加等の影響を最小にす

イ材」に統一され、現在も生産が続いている。ピック

るために、各部品のより高いグレードが要求さたのでアップの開発だけでなく、「CD ウォークマン」はサイある。OP のスライドベースに「ベクトラアロイ材」がズ、消費電力（スタミナ）及び音飛び問題を徹底的に採用された大きな理由は、剛性、耐熱特性、耐薬品性追及して進化してきた。特に、音飛びに関しては「CDが非常に高かったことにある。又、樹脂自身が難燃性

ウォークマン」の死命を制する程の重要な機能なのを持ち、すべてのグレードで V-0 レベルの特性を持っで、技術開発が続けられ、完成した音飛びガード機能ているのと、バリが少ない薄肉成形性に優れていた点“G-PROTECTION”を採用した結果、現在は、持ち歩が評価されて、使用されたものだが、材料選択には、

きやジョギングなどで振動が起きても、ほとんど心配

ここまで到達するための多大の労力と技術的裏付けがなく音楽が楽しめるシステムが完成したのである。こ必要で、試行錯誤の連続であったのである。それは単の技術の特徴は、CD-DA の音声再生に、数秒間のバッ

体部品の特性だけでなく、他の部品との組み合わせで、

ファ・メモリを持つことで、音が飛んでもオプティカ

部品の接着特性をも加味したピックアップ全体としルピックアップが元のトラックに戻るまでの時間を、て、高い共振特性を獲得した最適解を得たものであっ

バッファ・メモリからの音声データで再生するものでた。図 6-2-3 に第二世代ピックアップユニットを搭載しある。当然、システムのサーボ特性は、音飛びに対応た「CD ウォークマン」とピックアップユニットを構成するようにゲインが強められているが、それでも何らする OP スライドベース、ホルダー（フォートロンⓇ）

かの原因で、トラック又はフォーカスがジャンプして、及びボビン（ベクトラⓇ）等の部品を示した。

元信号が欠落してしまうケースがあるので、このようなバッファメモリーシステムを開発したのである。これは音声のディレイラインだと考えられる技術だが、ユーザーには、音飛びを感知させず何も起こらなかっ
たように再生する技術としての完成度を極めたものである。図 6-2-4 に第三世代ピックアップを採用した「CD ウォークマン」を示した。また、図 6-2-5 に第三世代光ピックアップを構成する部品類を示した。

写真 6-2-3

第二世代 OP を搭載した CD ウォークマン

第三世代のピックアップは、2001 年夏頃に登場して、性能的にも、コスト的にも「CD ウォークマン」
用としては完成型といえる OP である。それにより、「CD ウォークマン」本体の最薄部は従来の 15.5mm
から 13.4mm の薄さに、又ピックアップ重量はわずか 3g の軽さを実現した。構成材料は、振動解析を徹

60

写真 6-2-4

第三世代 OP を搭載した CD ウォークマン

6.2.2 「CD ウォ―クマン」の発展底して行った結果、ボビンの材料に振動特性の異方性

ポータブル CD プレーヤ「ディスクマン」の歴史はの少ない「ベクトラⓇ特殊グレード」を使用すること1984 年秋の「D-50」の発売から始まった。その意味

で、性能向上をはかった。OP スライドベースは、第で、ポータブル CD プレーヤの歴史は、ソニーの「CD二世代と同様に単体での振動や強度だけでなく、接着

ウォークマン」の歴史そのものである。その後の技術

材との相性や他の部品とのレイアウトのバランスをと系統を調査してみると、この分野に先鞭をつけたソ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchニーの場合、おそらく、日本の家電メーカも同様と思専用 CD ポータブルプレーヤ D-88 を発売していわれるが、発展の過程は大きく分けて 4 期間に分類でる。これは 12cm の CD を再生する場合は、本体きる。それは、オプティカルピックアップの世代交代

からはみ出してディスクを回転させるなどの特異と大きく轍を同一にするものである。即ち、前述したな形状と操作性を強調したデザインである。ちょ汎用ピックアップを使用して「ディスクマン」を商品

うど 1987 年には、CD-DA のディスク生産が従来化していた 1985～1990 年代初頭をディスクマン「黎の LP レコードを上回ったこともあり、それに合明期」、第一世代の OP の開発が成功して商品化が始わせて普及価格帯モデル、8cmCD 対応モデルやまった 1990 年代初頭から 1996 年頃までをディスク

高機能モデルなどのバリエーション、特に、DSP

マン「成長期」、第 2 世代 OP の導入が始まった 1996

機能を搭載した高音質機種や、TV/FM/AM シン

年～2000 年初頭にかけてはディスクマンから「CDセチューナー付きの重低音再生機能をコンセプト

ウォークマン」に名称統一を経て「成熟期」、そして、にした機種等が揃い始めてきた黎明期であった。

究極の第三世代の OP が完成して導入が始まり、他の②成長期のディスクマンは、前述したように 1990 年

メディアへの変換を考慮した 2000 年頃から 2005,6 年

から 1996 年頃に発売されたモデルを指して、第二にかけての「変換期」、この 4 期間、約 20 年の時間軸

世代光ピックアップの搭載を大きな特徴にしていを経て、ポータブルタイプの音楽再生機器は、次世代る。大幅な、小型、軽量化を達成した新開発 OPのメディア（IC メモリー、インターネット等）に移を 搭 載 し た た め に、1991 年 に 発 売 さ れ た D-J50

行して行き、使命を全うした歴史を持っている。現在は、機器の厚さがわずか 14.8mm という、CD ケー

でも、おもちゃ同様のポータブル CD プレーヤが海外

ス（10mm）をわずかに上回るものの、ジャケッで生産されて、10～20 ドルで販売されているが、時トサイズ CD プレーヤとして、かつてないリジッ代の変遷を否応なしに見せつけられる思いである。

ド感を打ち出したフォルムに仕上がっている。一方、この形をベースに、CD ディスクの外形に限りなく近つけようとするデザインを試みているが、この時期の技術では達成できず、前面は CD
ディスクの様な円形で、後部は矩形の混合した
デサインのモデルが多いのが、この時期の特徴である。1992 年の D-111 から 1993 年にかけての
D-321、又、1995 年には、D-777 のように外形は

図 6-2-5

第三世代ピックアップの構成部品

同じデザインであるが、カーボンファイバー素材を使用して、一層の軽量化を図り、厚さ 18.5mm、①黎明期のポータブルプレーヤは基本的に「D-50」

重さ 175g を実現して、音飛び対策もスポーツ仕からの派生モデルであり、カラーバリエーション

様の 10 秒 ESP（Electronic Shock Protection）機を増やしたり、再生時間を増加したりしたモデ

能まで強化されたモデルが発売されている。一ルが多かった。その中で、1985 年の D-50MK- Ⅱ

方、この時期の特徴として、使用する電池が大はデザインを変更してより小型軽量化を達成しきな課題であったが、省電力の技術開発が進み、たものから、1987 年に発売された D-30，1988 年

1996 年頃には単 3 アルカリ電池で約 10 時間の再の D-20，D-40 は普及価格他意の 3 万円台のモデ生が実現できるレベルまで到達している。しかルとして導入され、6 時間以上の再生も実現でき

し、ポータブル機器の省電力の技術開発は永遠のるようになった。また、音質重視の車に搭載され課題で、この後もあくなき開発を続けることになる用途が広がり、ソニーでは D-600 という車仕様る。また、この時期の特徴として、1992 年から発のモデルを 1987 年に発売している。これは、機売された MD（Mini Disc）との接続が可能な「MD

能や操作性も車載用を考慮して設計されたもの

Link」機能が強化されて、他の製品とつながる機であり、シガーソケットから電源を供給し、こ能を強化し、ポータブル CD の世界を広げていこ

れまでにない斬新なデザインが特徴であった。まうとする試みがあった。一方、1995 年に発売された、50W アンプを内蔵した高品位モデル D-2001

た「カーディスクマン」の D-848K は、電動トレや、日本では特に「8cm シングル CD」が多く受イ開閉や 15 種類の音響効果を誇る「DSP」を搭載

け入れられたために、1988 年には 8cmCD サイズ

して、充実した付属品に加え音飛び対策を講じてコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

61

車載用モデルの決定版として人気を博した。その開発が大きく発展して、ガム型専用ニッケル水素

他、普及価格の「ディスクマン」D-131 は 1995 年

充電池（NH-10WM）が導入されて、2003 年に発に、13,000 円程度で発売されて人気を博したほか、売された D-NE800 では、約 130 時間もの連続再生

D-140、D-153、D-155、D-330、D-340、D-365 と続々が実現した。これは、2005 年の D-EJ720 の高音質市場に投入されて成長期を支えたのである。

モデルでも継承技術として採用されているが、こ③ 成 熟 期 の ポ ー タ ブ ル CD プ レ ー ヤ は、1997 年、の間、ATRAC3 や MP-3 等の音声圧縮技術に対応

今までの通称「ディスクマン」から「CD ウォー

して再生できる仕様や CD-R/RW の再生が可能なクマン」に名称が統一され、第二世代 OP を搭仕様が実用化されて、更に良い音を、便利に、ス

載して、新開発連続音飛びキャンセラー「ESP2」

マートに再生するモデルが増加していった。しかを採用し、機能、デザインともにリニューアルしし、ポータブル「CD ウォークマン」としての使命て新しい時代の幕開けとなった。

は、2005～6 年頃を境に終了して、この分野の商品

CD ウォークマンの最初の機種は D-E500 で、単 3及び技術は、IC メモリーに取って代わられ、より電池 4 本で約 40 時間の連続再生が可能で、「MD

小型、軽量の音楽再生機器として、又は携帯電話

Link」に対応しており、デザインは前面丸形、の一機能として残存しているのである。その意味

後部矩形のままであるが、すっきりした高品位アで、「CD ウォークマン」から CD の名前がなくな

ルミ合金パネルを使用した、厚さ 24.8mm の CD

り、再度「ウォ―クマン」に戻り、次世代のメディ

ジュエルケース 2 枚分の大きさのモデルであっアへの移行を余儀なくされて行ったのである。

た。その後、このモデルは、D-E700、D-E800 に発展して、「CD ウォークマン」ブランドの推進

本来、技術の系統化調査は、日本の各社資料を公平の母体を築いたのである。この間に、1998 年にに収集すべきであるが、日本の電気機器メーカの再新ブランド「WIDDIT」シリーズが提案されて、編、離散により、この分野ではソニー以外の資料を集持ち歩くことにとことん拘ったモデルの D-5WD

めることが出来なかった。一方的に、ソニーの「CDが発売され、新しい分野への展開が進められたの

ウォ―クマン」を中心に記述せざるを得なかったことである。同時に、D-E900 は厚さ 20.1mm、重さをご容赦頂きたい。

175g までを極めたモデルで CD ウォークマンならではのポータビリティを実現している。変わったモデルとして、1998 年には、音楽も Video CDも楽しめる多機能型の D-V8000 が発売されて、成熟期のラインアップに花を添えている。
④変換期は、1999 年の「ウォークマン」誕生 20 周年（カセットテープ時代から）を記念して発売された
D-E01 からである。このモデルは、“CD ウォーク
マンの形は、究極には CD ディスクの形の真円になる”の思想を実現したモデルである。このモデルには、新開発の音飛びガード“G-PROTECTION”
や“Slide-in Disc Loading”、ラウンドシェイプデザインなど後継モデルに影響を与える仕様が盛り込まれた。オプティカルピップアップは第三世代

黎明期のポータブル CD プレーヤの最小、最軽量の物を使用して、厚さ 19mm、重図 6-2-6 に黎明期の代表的なポータブル CD プレー

さ 167.5g、外径 130mm までシェープアップされた

ヤを示した、又、図 6-2-7 に成長期の代表的なポータ

美しい形状である。この形状は 2002 年の D-EJ2000

ブル CD プレーヤのモデルを示した。一方、図 6-2-8でさらに極められて、ボディ接合部にスキマレスに成熟期の、図 6-2-9 に変換期の「CD ウォークマン」

構造を採用し、厚さ 13.4mm、重さ 115g を実現しと名称統一した後の代表的なモデルを示した。

たフルマグネシウムボディの超薄型モデルとして発売され、その後の設計に大きな影響を与えたのである。技術的には、省電力開発及びバッテリー62

図 6-2-6

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

6.3 CD －ＲＯＭの登場
新しい記録媒体としての CD-ROM の登場は、ソフト開発者にとっては黒船の襲来であり、ソフト業界にとっては、ある種のルネッサンスともいえる大きな出来事であった。従来、1〜1.4MB しかないフロッピー
ディスクにソフト開発者は自分の開発したプログラム
や、FM 音源データやグラフィックデータを、どう格納して表現するか悩んでいたところに、フロッピー
ディスクの約 540 倍もの容量を持つ CD-ROM が登場した訳だから、その戸惑いは大きく、気の遠くなるよ
うな巨大な容量に、一体何を格納して、どういうプロ
グラムを開発したらユーザーを満足させられるかとい
図 6-2-7

成長期のポータブル CD プレーヤ

う、考えてもみなかった難題に直面したのである。
当時、富士通が仕掛けた CD-ROM 標準搭載の FMTOWNS 向けのマルチメディアタイトルの開発要請
は、ソフト業界にとっては、何をすればよいのか右往左往していた所に、マルチメディアの概念までをぶつけられて大きな衝撃であった。富士通は、CD-ROMの可能性を信じ、独自に「ハイパーメディアセンター」
を東京とサンフランシスコに開設して、CD-ROM タ
イトルの開発情報を提供しタイトル制作を支援したのである。今では簡単に自作できる CD-ROM タイト
ルも、この当時は 1000 万円以上もする専用機材が必要であったため、この「ハイパーメディアセンター」の果たした役割は極めて大きく、CD-ROM タイトル
作成に拍車をかけた最大の功労者である。ここでは、ゲーム分野はもとより、様々なタイトル開発が行わ

図 6-2-8

成熟期の「CD ウォークマン」

れ、中でも膨大な星のデータと写真と BGM を組み合
わせてプラネタリュウムを体験できる「ハイパープラ
ネット」という CD-ROM タイトルは、今でも語り草になっている優れた作品で、初めて「デジタルコンテ
ンツグランプリ」で通産大臣賞を受賞して、多くの学校の補助教材として活用された。
この様に、巨大な容量を持った新しい記録媒体のCD-ROM の登場は、音声データ、グラフィック、写真、動画等を取り込んだ初めてのマルチメディアタイ
トルとして認知されたのである。また、今までと違う開発スタイル（映画制作と同等の）をソフト業界に持ち込み、PC 市場、ゲーム市場、カーナビ市場、映像市場、教育市場、電子出版市場等で活用されて、膨大なタイトルが 1990 年代初頭から制作され、市場に導入されて、21 世紀にかけて、いわゆる CD-ROM ル
ネッサンスを起こしたのである。

図 6-2-9

変換期の「CD ウォークマン」

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

636.3.1

マルチメディア PC への応用した「コモドールダイナミックトータルビジョン」いかつて PC は、音声や静止画像、映像などの、いわわゆる CDTV や、タンディ社 1992 年に発売した VIS

ゆるマルチメディア情報の表現は得意ではなかった。

「ビデオ・インフォメーション・システム」等がある

その理由としては以下の要因が考えられる。

が、いずれも普及せずに数年で市場から姿を消した。

① CPU の処理速度が遅い

日本での“TV トップパソコン”の代表格は、1993②内蔵のメモリー容量が少ない

年に富士通が発売した「TOWNS-MARTY」である。

③マルチメディアデータの形式が確立していなかった

基本的にはマルチメディアパソコン FM-TOWNS の④ OS に標準的なマルチメディア機能が実装されて互換機であるが、利用可能なタイトルは制限があった。 図 6-3-3 に TOWNS-MARTY の 写 真 を 掲 載 し た

いなかった
さらにマルチメディアデータは容量が大きく、PCが、当時の CD-ROM ゲーム機に外形が酷似していでハンドリングするには、コスト面でも適当な記録メる。その後、MARTY 互換機のカーナビである CAR-

ディアが存在しなかったことが大きな要因であった。

MARTY が富士通テンから商品化されている。

それが、CD-ROM をデリバリーメディアとして利用することにより、ようやく製品レベルで“マルチメディアタイトル”と呼ばれるソフトウェアが実現できるようになった。また、CD-ROM タイトルの流通が、電子出版ビジネスの拡大と相まって整備されたことが追い風となって、PC のマルチメディア化は CD-ROM
市場の成長につながり、良い意味で“マルチメディア
PC”の普及に繋がったのである。
CD-ROM ド ラ イ ブ を 標 準 搭 載 し た マ ル チ メ デ ィ
ア PC は、1989 年 2 月に富士通から発売された FMTOWNS、1991 年の日本電気の PC-98 マルチ、1991 年のアップルコンピューの Quadra900 などがあるが、その後も 1994 年の日本 IBM の PS/V シリーズなど、各社のマルチメディア PC が出揃ったことで、一気に市場は拡大した。
また、マルチメディア CD-ROM タイトルの普及の背景には、PC ハードメーカが CD-ROM タイトル制
作をするソフトメーカに、様々なリスクヘッジをした
り、マルチメディア制作スタジオを開設して、安価に貸し出したりしたために、CD-ROM タイトルは急激に増加して多様化していった。図 6-3-1 に CD-ROM
ドライブを搭載した各社のマルチメディア PC の写真を掲載した。図 6-3-2 には、当時 NEC が開設したマルチメディア工房の写真を掲載した。
一方、それまでのマルチメディアパソコンが、CDROM ドライブを内蔵しただけで、外見上は従来のパソコンの延長線に位置づけられるハードであったのに対して、CD-ROM ドライブを内蔵しているのは同じだが、“プレーヤ型 PC”というハードの形が存在した。操作はキーボードを排して、ゲームパッドなどで行い、モニターでなく家庭用 TV に接続して画面表示をするために“TV トップパソコン”とも呼ばれたものである。海外では、コモドールが 1991 年に発売

64

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

図 6-3-1 各社のマルチメディアパソコン（CD-ROM 搭載）

1995 年には、MPEG-1 の動画再生に対応した MPC
Level3 が発表された。こうして、MPC 仕様が強力にプロモートされた結果、動作に独自のハードウェア
環境を要するマルチメディア CD-ROM は淘汰されていったのである。その後、PC に CD-ROM ドライブが標準搭載となり、現在では「マルチメディア」という言葉は必要ない程にマルチメディアは完全に定着することになった。さらに CD メディアのレコーダブル/ リライタブル化の定着によって、フロッピーディス
図 6-3-2 NEC マルチメディア工房

クが CD メディアに置き換えられるなど PC にとってCD メディアは、日常的なメディアとしての万全の位置を確保したのである。
マルチメディア PC はデスクトップ型 PC の他に
ラップトップ型 PC もあり、2000 年代の前半の最盛時は約 2 億台／年間もの膨大な PC が生産された。そのほとんどに搭載された CD-ROM ドライブ（CD-R／
RW ドライブ）は、小型化され、再生時の信号読み取

図 6-3-3 TOWNS-MARTY（富士通）

り速度の高速化が施された。ユーザーの要望もあったが、4 倍速から始まった高速化競争は、最終的には 48

CD-ROM ドライブが低価格化し、PC 本体に標準搭載されたことに加えて、CPU 高速化と AV 機能を実倍速を表示する製品が 2005 年頃に登場し、ドライブ制御技術も頂点に達したのである。

現するハードの製品化に伴って、1990 年代後半には、一般的な CD 規格では、最外周は CLV（線速一定）

PC そのもののマルチメディア化が急速に進んだ。とのために約 200rpm 程度で回転しているが、例えば、ころが、PC メーカーがそれぞれ固有の設計によるマ

半径 50mm の外周で 48 倍速で信号を読み取る場合は、ルチメディア化を進めたため、CD-ROM ソフトの互

回 転 数 が 約 9600rpm で、 そ の 速 度 は 2 × π × 50 ×

換性が確保できないという問題が浮上してきてしまっ

9600 × 60 ≅ 180km/ 時になり、新幹線並みのスピードたのである。この様な背景の中で、Windows 環境下でピットを追尾していく必要があるので、技術的な難でマルチメディアソフトを動作させるための PC の標

易度は極めて高かった。CD 規格は一倍速の時、平均し準仕様策定することで、CD-ROM ソフトの互換性をて約 1.2Mbps がデータの読み出しスピードで、48 倍速実現しようとしたのが「MPC（Multi Media PC）仕では約 60Mbps 程度になる。現在の技術では読み出せ様」である。MPC はマルチメディアソフトを動作さないことはないが、当時の技術レベルでは難しく、読せるために必要な IBM の AT 互換機のガイドライ

み取れない場合は、自動的に回転数を落として読み出ンである。MPC を普及させるために、マイクロソフせるような保護回路を追加する等の工夫が施してあっトが中心となって MPC 推進団体である「MPCMC」

た。この速度競争は CD-R/RW ドライブでも同様に起（MPC マーケテイングカウンシル）が設立された。

こり、記録パワーの不足や最適なライトストラテジー

仕様としての MPC は、1990 年にマイクロソフトが発の設定ミスを誘発した。特に、24 倍速以上の書込み速表し、これを発展させた Level2 を 1993 年に MPCMC

度は、安定した書き込みをするための技術は投入されが発表したものであり、仕様は次のようなものである。

ているが、商品仕様の様には書き込めなかったのであ① CPU:80486SX（25MHz）以上る。現実的には 16 倍速程度が最も安定した書き込み②メモリー：4MB 以上

速度で、CD-R/RW メディアもこの範囲で安定した書③ハードディスク：160MB 以上

き込み（約 30Mbps 程度）ができるような記録膜が採④オーディオ：16 ビット・デジタル・サウンド /MIDI用されて、大量生産が可能になっていた。CD-ROM/⑤グラフィックス：640 × 480 ドット、6 万 5536 色

CD-R/CD-RW ドライブの速度競争は、現実との乖離が⑥インターフェース：シリアル・パラレル・ジョイ

大きく、その上に、PC メーカのコスト要求があまりにステック

厳しく、コスト競争だけが残ったためか、ドライブメー

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

65

カが疲弊して開発意欲を喪失し、終息に向かうことにゲームソフトが次々と生み出されることとなった。そなったのである。ドライブメーカは、当時、数多くあの際、ストーリー内容が複雑になるにつれて、ソフト

り、主な会社は、ソニー（NEC と合弁会社オプティアー

開発者はデータを格納するメモリー不足に悩まされるクを設立）、NEC、パイオニア、松下（三洋）、ミツミ、ようになっていた。

テアック等の日本勢から東芝 – サムソン、日立 -LG な

その中で、CD-ROM を配布メディアに採用した最どの韓国勢、ライトオンの様な台湾勢まで多岐に亘っ

初の家庭用ゲーム機は、1988 年に NEC ホームエレクていた。しかし、現存してこのビジネスを展開していトロニクスが開発した PC エンジン CD-ROM である。

るのは、パイオニア（業務用）、ライトオンの 2 社しか当時 NEC は、ファミコンと MSX パソコンの出現でいない。いかにこの分野の“コストプレッシャー”が脅かされていた市場で、この PC エンジン CD-ROM

厳しかったかを如術に表している。図 6-3-4 に , 当時のをゲーム機とゲーム PC の対抗馬に育てるとの戦略でビジネスの主役であった CD-ROM ドライブユニット及あった。CD-ROM の採用によっての利点は、次のよびブロック図を掲載した。ここから読み取れるように、

うな点である。

中心に回転モーター、オプティカルピックアップ及び①記録できるプログラム、データのサイズが飛躍的

その駆動系とコントロール IC を付加した構造で、あらに増加し、ゲームに音声、写真、アニメ動画等をゆる PC に内蔵（外付け）されたために最盛期には約 2

効果的に利用できる億ユニット / 年の生産を誇った大産業であった。しかし、技術の変遷とデータ記録媒体の変化という時代の②従来の半導体 ROM に比べて CD-ROM は低コス
トである波に対応できず、ビジネスが収束していることは残念③ CD-ROM の大量生産の期間が短いでならない。一方、昨今は、インターネットの急速な④半導体 ROM に比べて少量生産に向いている

普及とブロードバンド化によりかなりの容量のソフト

しかし、ゲームユーザーからは厳しい指摘が相次いでも、パッケージメディアによらずインターネットをだ。特に、データの伝送レートが遅いとの指摘に対利用して流通されるようになってきている。その意味

しては、① CD-ROM ドライブ自体の進歩で対応でき

で、適材適所の使い方が進み、根強い CD-ROM 利用分るとの予測の基に野との共存共生の可能性を模索している現状がある。

で、大きな先読みバッファを実装し解決できる②内蔵 RAM コストの劇的な低下③圧

縮音声、画像の再生回路をチップ化して実装すれば、ゲームの展開に合わせて自由に再生できる④ PC の急速な進歩により、優れた開発環境が提供され、複雑なゲームも容易に開発できるようになった等の理由によって、家庭用ゲーム機の市場は、一気に CD-ROMにシフトしていった。この様に、CD-ROM は、様々な欠点を克服して、家庭用のゲーム機の中で、デリ
バリーメディアとして主役の座を占めていったのである。図 6-3-5 に PC-Engine CD-ROM SYSTEM（NECホームエレクトロニクス）の写真を掲載した。

図 6-3-4 CD-ROM ドライブユニット（ソニー提供）

6.3.2

CD-ROM を支えた家庭用ゲーム機

家庭用ゲーム機市場は 8 ビット CPU 時代に米国アタリ社の VCS に始まり、その後、任天堂のファミコンが卓越したマーケット戦略で世界的な市場を確立した。一方、PC の世界でも、ゲームソフトは娯楽分野
で市場を形成していった。特に、PC 用ゲームソフト
は自由に開発、発売ができたので新しいジャンルの66

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Vol.25 2018. March

図 6-3-5 PC-Engine CD-ROM2 SYSTEM

家庭用のゲーム機のデリバリーメディアは、CDROM 登場以前は、数メガバイトの半導体 ROM カー
トリッジが主流であった。これは、ゲーム業界特有のビジネスモデルとしてゲームメーカの最大の収益減であった。即ち、ゲームメーカのライセンス契約で、ソフトの ROM カートリッジの生産はゲームメーカにコントロールされて、製造数やコストから在庫までゲー
ムメーカの了承がなければ動かす事が出来ず、すべての情報はゲームメーカのコントロール下に置かれてい図 6-3-6 3DO REAL（松下電器）

た。この仕組みによってゲームメーカと呼ばれる一部の会社は、莫大な利益を得ていたのである。こうした家庭用の CD ゲーム機と同時期に普及期に入ったの状況の中で、ROM カートリッジに変わるデリバリー

が、前述した CD-ROM 内蔵のマルチメディアパソコ

メディアが注目を集めたのは当然の帰着であって、家ンである。この普及のための切り札に「キラーコンテ

庭用のゲーム機に外付け CD-ROM ドライブが商品化ンツ」をゲーム分野に求め、反対に家庭用ゲーム機陣されたのである。ゲームメーカにとっても CD-ROM

営はマルチメディアタイトルの確保に走った。この結は、短期製造が可能で、小型軽量なために運搬や保管

果、どちらでも利用できるために、ハードウェアプのコストが軽減できるだけでなく、少量生産が可能

ラットホームとしての特色は失われていくことになっなため市場ニーズに迅速に対応して増刷できるなど、た。又、マルチメディア化に伴ってゲームタイトルの様々なメリットがあり、双方の思惑が一致して家庭用製作費が高騰したため、製作費の回収が急がれ、ゲー

ゲームソフト市場のデリバリーメディアは ROM カー

ムソフトメーカが新作ソフトを、複数のハードメーカ

トリッジから急速に CD-ROM に移行していったのでに提供したこともハードの差別化を困難にした大きなある。

要因であった。こうした状況のターニングポイントに

一方、CD メディアの互換性とマルチメディア性なったのが、いわゆる次世代ゲーム機の登場である。

を生かして、家庭用 CD-ROM ゲーム機をホームエン

1994 年 12 月に発売されたソニー・コンピュータエン

ターテイメント向けの汎用プレーヤとする動きがあっターテインメント（SCE）の「プレイステーション」

た。その代表的なプラットホームが、1994 年 11 月に（PS）と 1998 年に発売されたセガの「ドリームキャ“セガ”から発売された「セガサターン」である。こスト」の登場により、家庭用ゲーム市場は急速にこれのパートナーには CPU 製造を担当した当時の日立製

らのハードウェアに収束することになったのである。

作所や、メガドライブを担当した日本ビクター、ヤマ

これらのプラットホームは、原則としてゲームソフト

ハなど家電系のサードパーティが製造販売ライセンスの“囲い込み”を行い、他のハードでは提供されないを得て、幅広いホームエンタテイメントを構想したの「専用ゲーム」の開発に注力することによって、固定である。これは海外でも同様で、米国のコモドール社

的なユーザー層の確保に成功したのである。その後、は、各種 CD メディアに対応した「CD32」（マルチメ

CD-ROM ゲームタイトルは、2000 年 3 月の「プレイディアパソコン Amiga を利用）を発売して、ヨーロッステーション 2」の発売と、2001 年のマイクロソフト

パを中心に高いシェアを得ていた。同時に、マルチメの「Xbox」の発売により、よりデータ容量の大きな

ディア全般に向けたマルチプレーヤと位置付けられた

DVD-ROM を使用したプラットホームに変わり、デのは、1990 年に米国で設立された、“3DO”のインタ

リバリーメディアは、CD-ROM から DVD-ROM に移ラクティブ・マルチプレーヤ「3DO」である。日本で行し始めた。しかし、内蔵 ROM ドライブは下位互換

は松下電器が「3DO REAL」として、更に当時の三があるため、特に海外市場では、現在でも CD-ROM

洋電機が「3DO TRY」の名称で 1994 年に発売していゲームの人気は高く、ディスク生産工場は CD-ROMる。この様に家庭用のマルチメディアプレーヤを目指

ゲームタイトルのフル生産が続いているのである。図した CD-ROM ゲーム機は様々なハードウェア規格が6-3-7 に「プレイステーション 2」（SCE）の写真を掲

乱立して、主流となるプラットホームは生まれなかっ載した。

たのである。図 6-3-6 に CD-ROM 一体型家庭用ゲーム
機「3DO REAL」（松下電器）の写真を掲載した。

6.3.3

CD-ROM と電子出版

CD メディアによる電子出版が可能になった背景にコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

67

富士通の共同開発による「広辞苑 CD-ROM 版」の製品化である。「広辞苑 CD-ROM 版」は、富士通の「日本語ワープロのオアシス」にソニーの CD-ROM ドラ
イブを外付けにして、広辞苑データを参照できるよ
うにしたシステムである。この「CD-ROM 広辞苑版」
は、それ以降の CD-ROM 出版の基盤を形成した技術として高く評価されている。図 6-3-8 に「和同開珎」と「模範六法 CD-ROM 版」（岩波書店）を示した。

図 6-3-7 「プレイステーション 2」（ソニーコンピュータ
エンタテインメント）

は、書籍の出版・印刷プロセスがデジタル化されてい図 6-3-8 「和銅開珎」「模範六法 CD-ROM 版」（岩波書店）PC-98 版

たことがある。それまでの書籍の出版は、原稿から

当時は、CD-ROM ドライブが低速であったため、写真、植字機などで印刷原稿としての版下が作成さ

CD メディアに特化した論理フォーマットが必要とれ、版下から製版フィルムを作成して更に印刷用の版され、それを「WING」フォーマットと呼んでいる。

が作成され、その版を基に印刷されるのが通常の作業

この「WING」フォーマットを基に、その後の CD-であった。そこで、版下の作成・修正などの作業プ

ROM 出版の基本となる 2 種類の論理フォーマットがロセスを電子化して効率化しようと開発されたのが制定された。それが、電子ブックの「EB」フォーマッ「CTS」（コンピュ－タ組版システム）である。この当トと「EPWING」フォーマットである。電子ブック

時は既に、編集作業に日本語ワープロやパソコンが使（EB）は、ソニーが提唱した電子書籍フォーマットで、用され始めていたことにより、電子データで入稿されケース入りの 8cm 径の CD-ROM で、液晶を内蔵したた原稿を CTS データに変換し、迅速に印刷・製本を専用のポータブルプレーヤで再生するシステムであ行うことが可能になっていた。互換性等に問題はあっる。電子ブックフォーマットは文字と画像を記録する

たが、CTS データが出版社や印刷会社に蓄積される

EB，ADPCM 圧縮音声対応の EBXA，カラー画像表

ようになったことで、このデータを加工して、電子出示に拡張された S-EBXA などが導入された。図 6-3-9

版に再利用しようという企画が出てきたことは当然のにソニーの EB プレーヤと XA オーディオによる旅行事であった。同時に、複製が簡単で量産効果高い CD

英会話文例の利用例を示した。電子ブック対応プレー

メディアへの移行は、期待されていたのである。しかヤはソニーの他に松下電器や家電各社で発売された専

し、現実にはいくつかの技術的な壁があり、以下のよ用のビューアーはあるが、FM-TOWNS や日本語ワー

うな課題の解決は容易ではなかったのである。

プロでの再生も可能なソフトが発売されて、再生環境① CD-ROM ドライブのスピードが遅く、データの読み出しに時間がかかってしまう② CD 出版物に特化した論理フォーマットが確立されておらず、個別読み出しソフトが必要であるは徐々に増えて行った。しかし、2000 年代初頭には
IC メモリーの大容量化や低価格化よる技術変革が起
こり、携帯型の CD-ROM 電子辞書は役目を終えることになった。

③電子出版物の知的所有権の処理が明確でない
CD-ROM のイェローブックの規格化を機に、1986
年に、出版社を中心とした日本電子出版協会（JEPA）
が設立されて、CD-ROM 出版を前提とした電子出版の標準フォーマットである「和同開珎」（日本語対応CD-ROM 論理書式）を制定して、CD-ROM 出版の導入に尽力した。また CD-ROM 出版普及の“きっかけ”になったのは、1987 年 7 月の岩波社書店・ソニー・

68

国立科学博物館技術の系統化調査報告

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図 6-3-9EB プレーヤ“Pelala”（ソニー）

一 方、EPWING は“EPWING コ ン ソ ー シ ア ム ” が最初に登場したのが 1987 年に規格化された CD-V

提唱する電子辞書の標準フォーマットである。PC やである。CD-V は CD ファミリーに位置付けられる規

ワープロ、ワークステーション等の異なるハード上格で、CD-DA を拡張して、アナログの映像記録を可で、12cmCD-ROM の電子書籍を共通に使用するため

能にしたものである。基本的には、内周に CD-DA のの 業 界 標 準 と し て、1991 年 に「EPWING 規 約

第一

オーディオデータ、外周にアナログの映像データ（5版」が発行され 1996 年 7 月に JIS X4081 の「日本語電分程度）を記録したハイブリッド CD メディアを指子出版検索データ構造」として登録されたものである。

す。CD-V を 再 生 す る プ レ ー ヤ は LD と の 互 換 性を

EPWING は、本来 PC 上で EPWING 対応検索ソフトに持たせることも可能であり、実際にパイオニアからよって利用することを想定しており、データの形式は文LD と CD-V を再生する通称 CLD プレーヤも発売さ

字や図形以外に音声、動画データをサポートしているほれた。CD-V は、音楽ソフトにアーチストのプロモー

か、コンテンツをハードディスクにコピーして利用でき

ション映像を一緒にして販売するような用途に使用さるように仕様が拡張されて、今でも利用されている。

れたが、本格的な普及には至らなかった。なお、この

この様に、CD-ROM 電子出版市場は、辞書や年鑑などのレファレンスブックや写真集などを中心に市場

CD-V の音声フォーマットが基本となって音声記録 20分の CD シングルが生まれたのである。

を拡大していったが、何といっても CD-ROM ドライ
ブを標準装備したマルチメディア PC などによる再生

こうした動きとは別に、デジタルによる動画記録の環境の拡充によることが大きかった。こうした再生環開発は進められていった。初期のデジタル動画圧縮

境の拡充を受けて、1993 年には郵政省（当時）の「通伸張技術としては、DVI（Digital Video Interactive）

信白書」に CD-ROM が付属されるなど、大きな変化がある。DVI は、1984 年頃から RCA デビッドサーが起こったのである。同時に、既存書籍を CD-ROM

ノフ研究所が研究開発を続け、1987 に開催された第に置き換えたものが主であった CD 出版物に、音声や2 回 CD-ROM 国際会議（マイクロソフト主催）で発映像などのマルチメディア性を生かした趣味や実用分表したものである。その部門を GE が買収して、更に野のタイトルも急増していった。さらに CD-ROM の1988 年にインテルに買収され、DVI と CD-ROM を融製造コストの低価格化により、雑誌の付録として利用合した商品として製品化されたものである。動画圧することが可能になったため、CD-ROM 出版物は、一縮技術は、MPEG とは異なり圧縮可変型であり、圧気に日用品化し、今でも色々な書籍の付録として添付

縮アルゴリズムは 2 種類あり、「PLV」と「RTV」とされて販売されている。この電子出版で養われたデジ呼ばれた。特に「PLV」は圧縮率 160 対 1 の高画質

タルコンテンツは、2000 年頃よりダウンロード型の電で、718 × 480 ピクセルの JPEG 画像の表示まで可能

子出版に変化したり、オンデマンド出版の方向に変化であった。又、DVI 技術の特徴として、OS や CPUしているが、CD-ROM などの「パッケージ系電子出版

を 限 定 し な い こ と が あ り、MS-DOS，Windows3.0、物」は 2000 年 3 月 31 日に成立した新しい納本制度にOS/2 環境などでの動作や記録媒体の制限はなかっ

より、国立国会図書館への納入が義務づけられている。

た。その為に DVI は、CD-ROM に 72 分の自然画像

6.4

CD メディアが開いたインタラクティブの扉（VIDEO-CD/ CD-I/ GPS 等の映像市場）と音声を記録する技術として世に知られるようになったのである。DVI は、CD ファミリーとしてはイェ
ローブックに準拠した CD-ROM であり、特に論理光ディスクの映像記録は、最初にアナログビデオ

フォーマットを拡張しているわけでもない。しかし、ディスクとして実現された。ビデオディスクは、1981

再生には専用のデコードボードを必要とし、30 コマ /年にパイオニアが商品化した「レーザーディスク」

秒のフルフレーム映像をフルカラーで再生できるとい（LD）が主流となった。映画やアニメ、音楽分野など

う特徴を持っていた。

の市販ソフトを中心にマニア向けの映像コンテンツビ

DVI の作成は、使用する画像圧縮技術の特殊性によジネスの輪を広げ、又、業務用としてカラオケを主り、インテルの設備又はインテルが許可した設備で行に博物館等の展示映像機器としても使用された。しう必要があったために、日本では 1989 年 9 月には旧

かし、LD はアナログ記録であるためにディスク径が丸ビルにインテル DVI スタジオが開設され、ソフト

30cm と大きく、機材の小型化には限界があった。そ制作に利用された。その後も DVI 技術の普及促進団

こで、ディスク径の小さな CD メディアに映像を記録

体「DAVIS」が設立され、1991 年 10 月には DVI 再生

して商品化しようとの企画が生まれてきた。

専用機の規格仕様書を発表している。最も利用されたコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

69

のがカラオケ分野で、1992 年には日本コロンビアからうし、その間に展開すべきビジネスはある、との予測「DVI カラオケ」が発売されている。その後、画像圧のもとに生まれたのがビデオ CD（VCD）であった。

縮技術 MPEG2 等の開発が進み、当時としては最先端

VCD のライセンサーはソニー/ フィリップスに加え技術であった DVI は汎用化されて 1992 年には画像圧て、松下電器と日本ビクター（JVC）の 4 社（4C）で縮フォーマット INDEO に統一されたのである。また、ある。前 3 社は CD-I の推進メーカーであり、JVC は、

この当時は、各社から独自のデジタル画像圧縮フォー

CD と MPEG-1 を融合したカラオケシステムを開発しマットが開発され発表された。1991 年にはアップルコており、その技術により 4C に加わったもので、VCD

ンピュータが「Quick Time1.0」を開発し、翌 1992 年

はこうした「きっちりした系譜」のなかに明確に位置にはマイクロソフトが「Video For Windows」を発表

付けられていったのである。

したり、パソコンの世界でも自然画のデジタル動画表
示できるようになったが、ハードの制約があり、部分

デジタル動画の規格乱立に終止符を打ったのが、動画のコマ落としで表示するのが「やっと」のレベル

国 際 標 準 規 格 の MPEG の 策 定 で あ る。MPEG とであった。図 6-4-1 に DVI 共同展示（1990 年マルチメ

は、ISO（国際標準化機構）と IEC（国際電気標準会

ディア国際会議）の写真を示した。この章では、主に議）が設立した標準化組織「Motion Picture Expert

CD メディアの映像分野への応用として、VIDEO-CD

Group」の頭文字で、転じてこの組織が作成したデジ（6-4-1）と業務用途のインタラクティブ機能を利用した

タル動画の標準規格が MPEG と呼ばれるようになっ

CD-I（CD-Interactive）（6-4-2）及び、CD メディアとたのである。MPEG には解像度と符号化レートによGPS（6-4-3）について記述する。

り、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7 の 規 格が存在している。1993 年 3 月に最終案が策定された
MPEG-1 形式は、デジタル動画を CD メディアに記録することを想定してフォーマットが決められた。ところが、MPEG-1 はあくまでもデジタル動画の圧縮符号化方式であり、実際にどのような商品に使えるかは規定していないので、互換性のない様々な CD-ROM 応用製品が提案され混乱が生じてしまった。この混乱を収束するために、「ホワイトブック」という規格が策定され、VIDEO-CD として正式に CD ファミリーに組み込まれたのである。

図 6-4-1

DVI 共同展示会場

MPEG-1 対応の CD-ROM 応用製品で最初に登場したのは、業務用のカラオケシステムだった。ホワイトブックが策定されたことにより、カラオケ分野のデジ

6.4.1

70

VIDEO-CD（MPEG1）の登場

タル動画は VIDEO-CD が主流になるが、その後の通CD の歴史は改めて言うまでもなく「互換性の歴

信カラオケの普及に伴い、VIDEO-CD は背景画像の史」である。言い方を変えれば、「きっちりとした系

供給メディアとしての位置付けになってしまった。こ

譜の歴史」である。そして CD のビジネスは常にそうれに対して、家電分野におけるデジタル映像コンテン

いう「秩序」の上に乗って進められてきた。1990 年

ツのデリバリーメディアとして位置付けようとの動き

代に入ってすぐ、後述する CD-I（CD-Interactive）のもあった。当初のビデオ CD はエンコード技術が貧弱

ビジネスが大きな曲がり角に差し掛かった時に、こので、画質が悪く、動画もコマ落ちしてブロックノイズ

CD-I を分岐点とする新しい系譜が生まれた。それがを生ずる（信号伝送速度が 1.2Mbps のため）等の問

ビデオ CD（VCD）である。VCD の具体的な特徴は、題があり、特に、高画質志向の日本では不向きであっ

CD-I の論理フォーマットを継承しつつも、高度なイた。その後、日本での映像コンテンツの配信メディア

ンタラクティブ機能を抑えた「MPEG1 デジタルビデ

は、DVD やインターネットのブロードバンド配信にオディスク」であるということが出来る。この当時、移行していった。

既に開発は次世代デジタル映像配布メディア（DVD）

しかし、アジアの一部や中近東のような、国土が広に焦点が絞られていた。その開発の状況を充分に承知

く通信放送インフラの未整備な国々では、パッケージしていた中で、DVD 普及までには時間がかかるだろ

メディアしか映像コンテンツを楽しむことが出来ない

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

地域が多い。その為、VTR より小型軽量で、設備投は、超級 VCD と 4C/SVCD の共通のサブセットの関資にコストがかからず、物流に適したビデオ CD は大係にある。又、「Chauji VCD」規格のソフトタイト

きな人気を博し、中国やインドを中心に大きな市場を

ルは、中国から諸外国に輸出されたときのライセンス形成し、映像配布メディアの主流の座を占めたのであ問題等が懸念されたため、2000 年にホワイトブックのる。特に、中国には映像マーケットが無かったことが拡張として「Super Video  CD」という名称で正式に大きな魅力であり、経済成長に伴う新たなエンターテ

CD ファミリーとして扱うようにした。SVCD のベーイメントとして流行する兆しがあった。同時に、中国スになった VIDEO CD 2.0 は再生環境として CD-ROM

への進出は、CD-DA でも正しく認知されていなかっドライブを想定しているために、データの伝送速度はたライセンスやパテント、ロイヤリティーといった考約 1.5Mbps（CD 規格の最大伝送速度）に制限してあ

え方やルールを、中国政府並びにローカルメーカに認るので、VHS ビデオ程度の画質しか実現できなかっ知してもらい“遵法”の仕組みを理解させようとした

た。それに対して、SVCD は、映像は MPEG2 形式で試みでもあった。1997 年から 1999 年にかけて、中国

圧縮しており、伝送レートも倍速 CD 並みの 2.6Mbps

政府の窓口である工業技術院及び情報産業部等との折に高められていたので、再生時間は 35 分程度である

衝は 10 数回に及んだのである。当時の中国との窓口

が、DVD に比較して低価格であることが強みのブリッ

役は「中国が当面世界の生産基地として充分な役割をジフォーマットと呼べるものであった。しかし 4C か

果たしていくのは間違いない。その際、自分たちのブらの製品化はなく、その意味ではスーパービデオ CD

ランドを世界のマーケットに出していくためには、中はファイナルドラフトを作成しただけのフォーマット

国政府は、国内のメーカに対し、ライセンスやパテン

であり、映像コンテンツ配布メディアとしては不十分

トを重視する指導を徹底する必要がある。そうでなな仕様であった。同時期に登場した DVD の急速な低

いと、中国メーカはいつまでたっても中国国内のド価格化に、存在意義をなくし収束したのである。このメスティックなメーカであって、WTO への加盟すら折衝を通して、担当者は、中国政府との交渉がいかにかなわず、また、海賊版やイミテーションが蔓延る特大変であったかを体験させられたと回顧している。図

殊なマーケットという汚名を返上することはできな

6-4-2 にビデオ CD が民生用途に使われたビデオ CD 対い」と説得を続けたと回顧している。そうした「糠に応ミニコンポ（松下電器）の写真を掲載した。

釘」のような折衝やマーケット戦略が功を奏し、中国における VCD プレーヤマーケットは急速に立ち上がり、1996 年の約 500 万台弱が、1997 年には一気に 3
倍の約 1500 万台に迫る規模へと急成長していったのである。一方、VCD をベースとした中国特有のドメ
スティックなデファクトスタンダードが次々と出現して、市場が大きく混乱してしまった。こうした混乱を

図 6-4-2

ビデオ CD ミニコンポ（松下電器）

収束するために、中国政府は「超級ビデオ CD」（1998
年 10 月）の制定を画策したが、IEC 規格にも提案したいとの含みもあったのである。

6.4.2

業務用インタラクティブへの活用（CD-I 等）

CD メディアは、業務用カラオケの在り方を一変さ「超級ビデオ CD」（Chauji VCD）とは、ビデオ CDせた。1982 年頃から、LD や VHD のアナログビデオ

より高品質な映像、音声記録を実現するために、CD

ディスクを利用した「絵の出るカラオケ」は、楽曲とメディアに MPEG-2 形式で圧縮した映像、音声デー

歌詞を連動して表示することが可能になったために急タを記録する規格である。この規格は CD の規格体系

速に普及した。しかし、直径 30cm に近いビデオディとは異なり、中国独自のガイドラインを含んでいたこ

スクを利用していたために、保管場所が大きく、小規ともあり、4C としては対応に苦慮した。しかし結果

模の店には普及しなかった。そこで CD メディアを利として、4C は 1998 年 12 月に発表していたスーパー

用したコンパクトなカラオケシステムの登場が待たれ

VCD 規格 Ver0.9（通称 4C/SVCD 規格）と超級 VCDていた。

規格を統一し、IEC 化の方向で中国政府と協議を進め

最初に実用化された CD メディアの業務用カラオ

た。1998 年 12 月、北京で開催された IEC 総会で承認

ケシステムは、1986 年頃から導入された CD-G（CDされて「スーパーVCD（通称 IEC/SVCD 規格）」としグラフィック）によるものである。背景の CG（コンて国際規格になったのである。この IEC/SVCD 規格

ピュータグラフィック）の静止画と、歌詞を曲にシンコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査71

図 6-4-3

ビデオ CD カラオケシステム（日本ビクター

図 6-4-4

KX-DV100）ポータブル CD-I

（ソニー

IVO-V10）

クロして画面に同期表示する CD-G カラオケは、小型

一方、セールスプロモーションなどの分野で、映像で多くの曲を内蔵できることから小規模店舗で人気を情報を提供する試みは、早くから行われていた。1979

博し、新たなマーケットを産みだした。しかし、カ年には、ランダムアクセス性が良く、動画を再生でき

ラオケ文化が成熟にするに従って、動画表示が可能なる LD を使ったセールスプロモーションで米国の自動システムが要求され、数千曲のカラオケの収納が可能

車会社が先鞭をつけた。日本でも 1984 年頃からパソになった「CD-I カラオケシステム」が完成した翌年

コンと LD による検索図艦が発表されたり、電子カタの 1992 年には、ようやく標準化された MPEG-1 規格

ログや各種ガイドの端末としての利用が始まり、こを利用した「CD 動画カラオケシステム」が、各社よのようなパソコン（PC）とビデオディスク（VD）をり発表された。大規模のオートチェンジャーや集中管組み合わせたシステムを IVD（インタラクティブ・理システムが製品化されたが、各社の詳細スペックがビデオディスク）と呼んでいた。その後、この分野微妙に異なっていたため、ソフトタイトルの互換性がは CD メディアを利用するようになり、CD-I（CD イ

なかった。互換性がないと新譜の供給などで混乱が起

ンタラクティブ）や DVI などの新しいマルチメディ

きることが懸念されて、1993 年には CD-I エクステン

ア CD の登場により、対話性（インタラクティブ）をション、CD-ROM

XA、ビデオ CD 等の相互互換性

活かした情報提供が行われるようになっていった。一を確保するための「ホワイトブック」が策定され混乱例として、1989 年頃よりヨーロッパでは CD-I のマルを収拾したのである。その後、CD メディアによるカ

チリンガル機能を生かして、フィアット、ルノー、プ

ラオケフォーマットはビデオ CD が業界標準になり、ジョーなどの自動車整備教育ソフトが制作されたが、ビジネスは拡大していった。ビデオ CD はディスクのこれは、1992 年の EU 統合に向けたインタラクティ

オートチェンジャーシステムと同期して発展していっ

ブな多言語教育のニーズにフィットした好例である

たが、1995 年頃からは、背景の映像はビデオ CD で、し、同様の試みは各国の観光ガイド等に活用されたの曲や歌詞は通信（ISDN）で配信するという「通信カである。

ラオケ」が登場して急速に普及していった。その後の日本においては、1991 年 8 月にフィリップスが業

ネットワーク環境の急速な進化により、現在はブロー

務用の据え置き型 CD-I プレーヤの発売に踏み切り、

ドバンド接続など 100％通信によるものが主流にな

翌年にはソニーから携帯型 CD-I プレーヤの IVO-V10

り、インタラクティブな CD メディアは役割を終えたが発売され、京セラからも CD-I200 が発売された。

のである。図 6-4-3 に業務用のビデオ CD カラオケシ

業務用のプレーヤは RS-232C などのポートを備えてステムの写真を提示した。

おり、タッチパネルやカードリーダー、プリンター、
通信ネットワーク、その他のシステムに接続利用が可能な仕様になっていた。又、NEC は 1991 年 10 月に独自の NID 動画をサポートした「MM-P1」を、日本ビクターも MPEG-1 動画をサポートした「マルチ72

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchメディア・プレゼンター：DM-P10」を発売して、プに「OS の覇権」をめぐっての挑戦でもあった。当時

ロモーション領域のビジネスを広げていった。このとしては、最新技術のリアルタイム OS でマルチタス

様に、ノート型 PC がまだ高価で普及していない時期

クが可能な「OS-9」を家庭用の機器の中心において、に、インタラクティブな対応が可能なマルチメディア

操作や機能を PC の様な複雑さを持たないシステムを

CD 機器は、機動性に富み、操作も簡単なため、プレ構築したいとの野望を持った挑戦であった。その為

ゼンテーションなどのビジネスの分野で活躍の場を広に、民生用のソフトタイトルも用意されて、フィリッ

げていった。図 6-4-4 にソニーのポータブル CD －Ｉ

プスからは民生用プレーヤ「CDI505」を発売していプレーヤ IVO-V10

るが、最終的にマイクロソフト等の PC メーカ（米国の写真を示した。

政府 PC 戦略）に敗れ、ビジネスは収束していったの
この CD-I（CD インタラクティブ）は、1986 年のである。

CD-ROM 国際会議の場で発表された CD-I の規格である「グリーンブック」が発表されたことに端を発

6.4.3

CD-ROM と GPS（カーナビ市場）

している。前述したが「グリーンブック」とは、CD-

カーナビゲーション市場は、CD メディアと GPS

ROM にどのような情報（デジタルコンテンツ）をどにより開花したといわれている。GPS は言うまでもう収容して管理し、どういうシステムで、どうやっなく「Global Positioning System: 全地球測位システて制御（操作）していくかを詳細に定めた規格であム」で、カーナビゲーションシステムの基幹をなす技

る。CD-I は 16 ビットの PC を用いた情報家電の走り術である。上空 21,000km の衛星軌道にある米国の軍であり、家電メーカからの CD-ROM へのアプローチ

事衛星の 4 個以上から発信される電波を受信して、三であった。家電であるがゆえに、操作は簡単で、PC

角測量の原理で自車の経度と緯度を測定する。カーナの様にフリーズなどはあってはならず、その為に細か

ビは、この GPS で得られた自車の位置情報を、デジな仕様が決められたのであるが、この仕様の厳格さがタル地図情報と照合して、モニター画面に表示し、ド制作環境の自由さを制限して、CD-I の発展を疎外しライバーを目的地まで誘導するシステムである。

てしまったことは容易に想像できる。しかし、CD-I

このカーナビの基本技術であるデジタル地図データ

が他に先んじて実現しようとしたのは、マルチメディ

を、低コストかつ小型に記録、配布できる大容量メアの世界観であって、この CD-I をマルチメディア

ディアには、CD-ROM が最適であった。一方で、CD-の「先駆け」と位置付ける方々は、今でも非常に多ROM メディアがカーナビシステムに採用された理由いのである。マルチメディアを引っ張ってきた先人はとしては、自動車マーケットの高付加価値化がある。

「CD-I は、今言われているマルチメディアや IT のコ

即ち、導入が始まったばかりのカーCD と兼用できるンセプトのほとんどを作ったと思う。あの時点と現在

カーナビシステムを市場投入して、一気に需要を喚起

で何が違っているかというと、CPU が進んで処理スしたいとの思惑があったために、当初のカーナビシス

ピードが高速になったこと、それに記憶容量が格段にテムは、自動車メーカーやカーオーディオメーカが大きくなったことで、それ以外のコンセプトは、CD-I

中心となって開発を進めたのである。そのため、CD-

で既にほとんど出来上がっていて、現在はその延長線

ROM メディアに記録するデジタル地図データも自動上にある。」と主張している。また、マルチメディア

車メーカやカーオーディオメーカが主導する形で進め

ソフトタイトルについては「本来の“売り”であるはられたが、それぞれの形式は、地図データ形式に互換ずの推論の部分は 20％程度しかなく、残りの 80% は，性がないことが問題となって浮き出してきた。その状

マンマシンインタ－フェース、つまりインタラクティ

況を改善するために、ソニー、ケンウッドなどのカーブ性の設計である」と述べている。1980 年代後半か

オーディオメーカ各社と、ゼンリンなどの地図デー

ら沸き起こったマルチメディアの議論は、揺籃期から

タ提供会社が「ナビゲーションシステム研究会」を発

成長期へ向かう CD メディアと密接に係わっていた。

足させて制定した「CD-ROM 地図統一フォーマット」

今でも優れたソフトタイトルが数多く眠っている現状（ナビ研統一規格）が、幅広いメンバーの賛同を得てがあり、インタ―ネットと IT の陰に隠れてしまって業界標準フォーマットになったのである。しかし、いるが、今こそ CD-I で先鞭をつけた優れたマルチメ

トヨタ、日産、昭文社等は「CD CRAFT」（CD andディアコンテンツの活用を、各方面で期待したい。

CRT Applied Format）を提案し、又、パイオニアもCD-I は、家電メーカ（ソニー、フィリップス、松下等）が、マルチメディア時代を予測して、PC 陣営

独自の「カロッツェリアフォーマット」の提案と独自の商品化は続いたのである。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

73

自動車に搭載するジャイロセンサーの高性能化によ加価値化」を図ったものから、CD プラットホームのる位置ずれの減少と、量産によるシステム価格の低価

マルチメディア性を生かして、カラオケやゲームを格化が進んだことにより、カーナビの普及が始まった

車内で楽しむエンターテインメントを充実したソフトが、そのきっかけとなった要因は「アフターマーケッ

まで多様化していった。この結果、当然の帰着としてト」の成長と「道路地図データの標準化」が進んだこ

データ量はますます肥大化していき、CD メディアのとである。これに合わせて、一部の CD-ROM 道路地

記録容量では限界が生じて、2005 年頃から次第に容図のフォーマットが開示されたために、CD メディア

量の大きな DVD メディアに移行していくことになっの互換性を生かして、様々なプラットフォームが登場たのは当然の流れであった。さらに、カーナビは渋滞

してくることになった。即ち、CD（CD-ROM）ドラ

情報や交通規制情報などのリアルタイム情報（日本でイブが搭載されているプラットホーム上で、カーナ

は VICS）との連携で進化していくことになる。交通

ビソフトを実行すると、CD-ROM 道路地図を利用し情報がリアルタイムに利用できるようになると、地図

たカーナビシステムが実現できるこことなり、主要な情報の最新データへの更新が必要になってくる。CD

CD プラットホームメーカは、高付加価値を実現するメディアでも DVD メディアでも、地図情報のデリバためのカーナビシステム機能を開発したのである。

リーにパッケージメディアを使用する限り更新頻度は
自ずから限られてくる。そこで、低価格化したハード

一例として、CD-I カーナビシステムは、1989 年 8

ディスクを利用したカーナビシステムが実現されて月に、いち早く富士通テンが東京モーターショーに試きた。更なる利点は、インターネットの普及により、作機を発表して、1993 年 10 月にマスプロ電工から商カーナビとインターネットを統合することにより、最品化された。CD-I が規格化された 1986 年当時、日本

新の地図情報をオンラインでダウンロードして更新にはインタラクティブな素材を扱う風土はなかった

し、そこに最新の交通情報を照合するなどの進化が続が、CD-I 技術は様々なデータをインタラクティブに、いた。しかし、CD-ROM メディアが開花させたナビ

同時に民生用機器でコンテンツを扱えるという特徴をゲーションの世界は、今でも燦然とした光を放っていもっていたために、富士通テンはこの CD-I 技術を次るのである。。

世代のカーナビゲーションに応用すべきとの方向性を参考文献決めたのである。
CD-ROM パソコンを利用したカーナビとして、富士通の FM-TOWNS 互換機の MARTY をさらにカーナビ専用にカスタマイズした「CAR MARTY」は、
富士通テン / 富士通から 1994 年に発売された。また、
ビデオ CD のカーナビもあり、船井電機のポータブル
ビデオ CD プレーヤ「デルーガミニ」は専用の GPS
アンテナと電子マップにより、ナビゲーション装置としても活用された。こうした CD カーナビのプラット
ホームの広がりは、道路地図以外のアプリケーショ

その 20 年の歩み」CDs21

ソリューションズ （2005）
2）「CESA ゲーム白書」（社）コンピュータエンタテ
イメントソフトウエア協会
3）「マルチメディア市場に関する調査研究報告」（財）
マルチメディアソフト振興協会
4）「ウォークマンクロニクル」 ソニーマガジンズ（2009）
5）「ビデオ CD 規格（動画や静止画を使って対話型ソンの充実につながったのである。単なる位置情報のフト実現）」 井橋孝夫

みを提供するカーナビ機能を基本にして、音声ガイ（No594）   
（1993.11）ドを付加したり、観光情報やグルメ情報から各種お店情報までのコンテンツを提供して「地図情報の高付

74

1）「コンパクトディスク

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

日経エレクトロニクス

6）「DVD 解体新書」 ジム・テイラー、ネクサスイン
ターコム訳

星雲社（2003）

7｜記録型 CD の登場

CD-DA 関連ビジネスが立ち上がってきた 1983 年

号を得られる優れたシステムであった。第 3 の方式は頃を境にして、次の目標をどこにするかの議論は活発

光磁気（Magneto Optical）と呼ばれる方式で、レー化していった。その一つは、650MB という当時としザー光の照射による熱とフェリ磁気記録層の磁気特性ては画期的な大容量の CD というこのメディアを、コの組み合わせで記録する方式で、記録膜には TeFeCo

ンピュータの読み出し専用メモリー（CD-ROM）と系の材料が使われた。厳密に分類すると光変調方式として利用するための仕様を策定することだった。量子磁界変調方式があるが、実用化されたのは磁界変調方

化サイズを 14 ビットではなく 8 ビットの整数倍の 16式である。これは、一定強度のレーザー光であらかじ

ビットにしたこと、データの読み出し単位を 8 ビット

め記録膜（垂直磁化膜）の磁化方向が反転できる温度にしておいたことが、コンピュータメモリーとして好迄温めておき、磁気ヘッドに流す電流の方向に従って適性をもたらしていたからでもある。

磁界を反転させて記録する方式である。信号の読み出

もう一つの目標は記録型 CD ディスクの研究であしは、弱いレーザー光を記録面に照射すると、カーる。CD という文字どおり小型のディスクに、自分た（Kerr）効果によって磁化の向きに応じて反射光の偏ちの音楽やデジタルコンテンツを記録することに、開光面が回転するため、反射光の強弱を生じ信号として発者たちは夢と希望を託したのである。CD の開発検出できるのである。

リーダーであった中島は当時の事をこんな風に記述

余談になるが、記録膜の開発は、主に物理、応用物している。
「ソニーで CD を開発し、いよいよ世の中

理又は化学、化学工学を専攻したエンジニアの専任事に出すにあたって、私は“CD の次の夢”を見た。初項である。金属系薄膜を得意とするエンジニアは、半めて開発した CD システムは、プロが作ったソフトを導体製造等に欠かせないために主に電気、機械メーカ

ディスクに記録し、それをプレーヤと共に販売するとに多い。一方、アモルファス材料や有機色素材料の扱いうビジネス形態であるので、かなりの高音質をユーいを得意とするエンジニアは化学会社や部品メーカにザーに提供することができたと思う。しかし、唯、プ多い。この、各社における記録膜開発の方向性を決め

ロの演奏する音楽を聴いて楽しむだけが「オーディる大きなファクターになったのが、エンジニア又は研オ」というのだろうかという疑問がその頃の自分の中究者の“哲学”であった。ソニーは、スパッタや蒸着に芽生えていた。本当にオーディオを楽しみたい人

技術を得意としていた研究者及び磁気記録技術の長いは、自分で音を作ってみたい、それも最高のものを欲伝統があったため、あくまでも光磁気記録にこだわするようになるのではないか。普通のテープレコーダ

りり、5.25 インチや 3.5 インチ MO の商品化から光磁で何かを録音し、そして再生するように、例えば、自気技術を使ったミニ・ディスク（MD）にまで商品を分の好みの歌手の歌や好きな演奏曲だけ集めた CD の発展させていくことになった。一方、有機色素材料をアルバム作りや、サークルで演奏した音楽をその人得意としている三菱化学や太陽誘電の化学材料 / 部品達のためだけ CD 化するような、そんなシステムがでメーカは、色素材料を見事に使いこなし、後述する

きたらよいと考えたのである。
」（中島平太郎「次世代CD-R 技術を発展させて巨大なマーケットを構築してオーディオに挑む」風雲舎刊より）いったのである。この様に各社が持っているエンジニ
アの特性が、別々の市場を形成し成功させた例は、極1980 年代初頭から記録ディスクの開発は各社で始まっていたが、その方式は大きく分類すると 3 種類になる。第一の方式は、ダイレクトカッティング方式と呼ばれ、低融点金属膜をレーザーで穿孔する方式で、最も一般的であった。第 2 の方式は DRAW と呼ばれめて稀なケースとして関係者の間に長い間言い伝えられている。

7.1 有機色素と CD-R（CD レコーダブル）ている方式で、アモルファス系の記録膜（GeTeSb 系

光ディスクにデジタルデータを記録する試みは各所

材料）にレーザーを照射することにより、光の照射さで始まっていたが、当初は、記録層に金属薄膜を採用れたところを結晶状態からアモルファス状態に変化さして、この金属膜にレーザーで穴をあけてピットを形せ、相の変化による反射率の差を光ヘッドで検出する成する方式が主流であった。この方式は現像処理が不方式である。高反射率は期待できないが、安定した信要なばかりか、記録したすぐ後に再生できるという優コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

75

れた特徴を持っていた。この記録膜には、高融点、高CD-MO が CD 互換を実現することの技術的難易度は

熱伝導の金属を採用するのが一般的であったが、1977

相当高く、ほぼ不可能と考えられていたのである。そ年 に フ ィ リ ッ プスは低融点、低熱伝導の金 属 テ ルの上、レコーダブル CD が CD 互換を実現してしまう

ル（Te）を記録膜に採用した DRAW（Direct Readとアーティストやレコード会社（CD-ROM の場合はAfter Write）というシステムを実用化した。このコンテンツホルダ）の著作権の権利侵害の危険性がフィリップスの DRAW は単に業務用のデジタルデーあり、「CD を超えて、オーディオの新たなる夢を託

タ記録システムとしてではなく、民生用“低出力レーす」はずのレコーダブル CD の開発や標準化、そして

ザー＋光ディスク”を先取りし、CD に繋がる半導体

CD-R の誕生もまた一筋縄ではいかず、技術のみならレーザーの出現を予測していると同時に、フィリップ

ず、政治、権利、文化、市場等の問題が山積みされてスのレコーダブル光ディスクの方向性を決定づけたもいたのである。

のとしても意義深いのである。
フィリップスの DRAW を契機に、高融点金属から低7.1.1

レコーダブル CD の標準化経緯

融点金属に変わった追記型光ディスクの記録膜は、金レコーダブル CD の技術会議を提案したのはソニー

属の代わりに、現在の光ディスクで主流である有機色からであった。CD が商品化されて以降、記録型光素に注目が集まっていった。有機色素の追記型光ディ

ディスクは各所で研究開発や実用化がすすめられておスク記録層への展開は、文書光ファイリングの需要増り、その成果としてメディアの記録密度、性能が急速への期待（実際は大きな市場にならなかった）に伴い、に向上して、製品化の実現性が高まったとの判断がCD-R が開発される以前から、コンピュータメーカやメあったのである。1986 年 6 月、ソニー/ フィリップス

ディアメーカ及び化学メーカ等で、様々な基礎研究がのレコーダブル CD に関する会議が、フィリップス本

重ねられていた。1988 年、太陽誘電（株）がシアニン

社（アイントホーヘン）で開催された。この会議は、系の有機色素を使って CD-R メディアを完成させたの両社の開発状況を交換することが目的であったが、こであるが、その後まもなくメディアメーカや化学材料の時点で、両社のレコーダブル CD の開発目標は全くメーカが CD-R 市場へ一斉参入することを可能にした

異なっていた。

のは、各社が追記型光ディスクの記録膜の一材料としフィリップスの当面の目標は、イェローブックとて有機色素の研究に取り組んでいたからに他ならない。

して規格化された CD-ROM メディア向けのレコーダ

CD-R メディアにはいくつかの歴史的なブレークスルーの開発であり、ROM ドライブとの互換性の確保し易がある。例えば、従来の記録層にレーザー等の光で穿さから、記録メディアは追記型相変化メディア（CD-孔するのではなく、全く異質な発想として、有機色素

WO）を想定していた。一方、ソニーは、社内で 2 グ

膜を記録層として使い、金の反射膜（初期の頃）や非ループが研究開発に着手していた。一つは、プロオー

エアサンドイッチ構造にしたことなど（詳細は後述す

ディオグループで、CD や CD-ROM のプルーフディる）である。この様な大きな技術転換により、そのこ

スク作成用レコーダや業務用アーカイブディスクレ

ろ絶望視されていた CD-DA 互換の要件である信号のコーダへの展開を考えていた。もう一方は民生用の反射率 70％を何とかクリアーしたのである。

オーディオディスクレコーダの商品化を目標にして、当初、その CD-R はソニー、フィリップスのどちらの正統的なロードマップにも書かれていない“意外な光磁気ディスク（CD-MO）技術を採用したレコーダを開発していたのである。

技術”であった。それ以前に、ソニー、フィリップス

両社の思惑の違いの上で、第一回会議で議論されたの両ライセンサーは、レコーダブル CD に対しては、

項目は、①ディスクの回転数情報及び位置情報をどの

全く異なる道を模索していた。DRAW を起点としてようにディスク上に掲載するかいたフィリップスの場合、記録層は、金属膜で、用途のどちらに情報を書き込むかを CD-ROM の制作や利用を想定した追記型 CD（CD-が適当か等であった。しかし、あくまでも意見交換のWO，商品名 CD-PROM（CD Program ROM））だっ

場であって、お互いの顔色を憶測していたのであった。

②ランドとグルーブ③メディアとしては何たのに対して、ソニーは光磁気を使用する書き換え型

76

CD（CD-MO）、並びにその延長線上にある MD（Mini

第 2 回会議は、その年の 9 月 30 日と 10 月 1 日に東Disc）を商品としてイメージしていた。両社の開発の京で開催された。この席上ソニーは、開発を急ピッチ

方向性には、大きな齟齬があったばかりか、それ以上で進めていた CD-MO のデータを示して、CD-MO メに深刻な課題として、これらの CD-WO，CD-PROM，

ディアはグルーブ記録に適さないことを考慮したうえ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

で、回転数や位置情報をランドの上にピットで形成す

これまでの議論からは CD-WO を規格化する限り、る“エンボス”方式を提案した。それに対して、フィ技術の正統性はウォブル方式にあるのだが、書き換え

リップスは、トラックを若干蛇行させることでディ型を想定していたソニーには全く合意できる内容では

スクの回転数を検知する“ウォブル”（蛇行）方式をなかったのである。

提案した。ウォブルとは、ATIP（Absolute Time In

しかし、フィリップスの意思は「誰でもが気軽に、

Pre-groove）とも呼ばれ、最大振幅 60µm、22.05kHz

自分の音楽を CD プレーヤで再生できれば」という中の周波数でトラックを蛇行させ、その際、CD で採用

島の考え方と同じであり、手軽に録音した音楽が広されている絶対時間のデジタル情報をデビエーション

く普及している CD プレーヤで再生できなければ、記1kHz の FM 変調をかけて記録する方式である。双方

録メディアフォーマットとしてのレコーダブル CD はのディスクを交換して、ランド、ウォブルの信号を評

無価値に等しいと考えていたのである。中島の描い価することが合意された。その他、両社ともにレコー

た「CD の次」とは何より CD との互換だったが、こダブル CD に関する一致点は“追記型ディスクだけでの時点で CD-WO は既存の CD と完全なコンパチビ

はなく書き換え型ディスク”に焦点が当たっていたのリティが得られたわけではなく、「ライタブル CD とである。しかし、ソニーは CD-MO で一気呵成に商品は CD 互換であるべき」という思想が示された点にお化を目指したいとの戦略であったのに対して、一方の

いて、CD-WO の果たした役割は非常に大きな意義がフィリップスは、当分の間、既存の CD との互換性のあったのである。

確保し易さを最重視し、CD-WO を推進し、技術の進

この様にレコーダブル CD，とりわけ CD-WO をめ

化を待っていずれ書き換え型の相変化メディアを登場

ぐっては、ソニーとフィリップの間には、技術的にさせていくロードマップを描いていたのである。いずも方向性でも大きな隔たりはあったが、その隔たりれにせよ、フィリップスは相変化型ディスクをレコー

は、双方の知恵とグルーブの形状や書き込みスポッ

ダブル CD の中核的技術として捉えていたのである。

ト形状の最適化等の技術改良によって埋められてい
くことになる。その結果から、CD-WO に関するアド

相変化型ディスクは、記録部分の反射率が記録部

レスはウォブル方式で合意できる状況になり、主要な②

仕様は 1987 年 2 月の会議で確定したのである。その低くなる“H to L 型”メディアに分類できる。両社

後の半年ほどは、主要仕様の実験的検証に費やされ

の見解は

②

て 1987 年 11 月、両社の基本合意を内外に向けて発

H to L 型メディアにはランド記録が好適で統一され

表、翌 1988 年 2 月、ライセンシーに向けて仕様書がていた。しかし、フィリップスは CD プレーヤとの互送付された。この段階で、フィリップスは CD-WO に換性の取りやすさから、L to H 型メディアとグルー「CD-PROM」というネーミングをあたえ、コンピューブ / ウォブル記録を組み合わせた CD-WO を強く提唱

タ関係へのセールスを開始している。一方ソニーは、していた。ところが、ソニーの CD-MO を軸に民生用開発資源の制約から CD-WO の開発中止の決定を下しレコーダの開発を進めていたグループにとって、フィ

たが、CD-MO については、開発で培った基本技術をリップス案はとても同意できるものではなかった。当発展させ音声圧縮技術である ATRAC と組み合わせ時、光磁気は将来性、市場性ともに非常に有望視されて MD（Mini Disc）として、1992 年に商品化するこていたメディアで、CD-MO はその技術の直系であり、とになったのである。

分に比べて①高くなる“L to H 型”メディア① L to H 型にはグルーブ記録が好適

既に記録密度、オーバライト回数、メディア寿命などの点で CD 並みの特性を獲得した CD-MO 技術を確立

7.1.2

CD-R 以前のレコーダブルディスク

しつつあったからである。改めて、ウォブルとエンボ

CD-R が 誕 生 す る 約 4 年 前 に、 ヤ マ ハ（ 株 ） は、スの 2 つのアドレス方式を比較すると、下記のようにCD 互換記録システム（PDS：プログラマブル・ディ

分析された。

スク・システム）の開発をスタートさせていた。1984①ウォブル方式は、ドライブの変更が少ないが、グ年当時は記録系のシステムは、未だアナログテープがルーブの形状、記録信号、サーボそれぞれに最適

主流であり、デジタル記録システムの登場が期待され化が必要ていた時期でもあった。CD 互換記録システムのキー②エンボス方式は、アドレス部分と記録部分が分離

テクノロジーは、① CD 互換記録ディスク②記録用

できるが、ドライブが複雑で CD フォーマットと光ピックアップ③ LSI であり、記録用光ピックアッは異質である。

プと LSI の技術を持つヤマハは、富士写真フィルムにコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

77

最重要技術である CD 互換ディスクの開発を持ちかけ

月に日光堂（現 BMB）から発売された CD-I カラオ

た。CD と互換が取れる高い反射率と線速度 1.2m/ 秒

ケ「CDI-A500」及びカラオケソフト「CDI シリーズ」

での記録品位との両立が非常に困難であったが、約 3の開発時であった。CD-I カラオケは音声に加え静止年の時間をかけて目途がついた。基本的に、記録膜に画の連続再生も可能で、信号の配分率にもよるが、一レーザーを照射して穴をあけてピットを生成するもの

枚のディスクに最大 50 曲程度の楽曲と約 7200 枚の静で、ダイレクトカッテングの一種でライトワンスディ

止画像の記録が可能な画期的なシステムであった。こスクであった。しかし、CD 互換記録ディスクの規格のシリーズのディスク約 70 枚を一年間という短期間がなかったために、CD 互換性を確認するため世の中に完成させたことは、PDS 無しでは実現できなかっの CD-ROM ドライブや CD プレーヤを買い集めて、たし、今でも語り草になっている程 CD 互換機能が高できる限りの互換性試験を実施したとの苦労が伝わっく評価されたのである。PDS ライター6 台を連動させている。例えば、第一世代は、記録層側にキズ、埃対たスタジオの装置は、CD-ROM、ビデオ CD や CD-I

策のため保護シートを付けた構造だったので、対気圧など様々なタイトル制作に 2002 年頃まで活用され、特性を確認せざるを得なくなり、試験環境がなかった

その貢献は計り知れないほど大きいものであった。

ために、富士山五合目まで PDS 機器を運び込み、記PDS は 1992 年に 2 倍速記録対応機を発売し、インタ録試験を実施したりする大変な苦労を伴う実験を重ね―フェイスも SCSI に対応して、よりユーザーに使いたのである。

易いシステムとして進化し、また、業務用オーディオ

PDS の 利 用 方 法 と し て は、CD-ROM，CD-DA のレコーダにも進化していった。

デバック用や少量多品種の電子出版を主としていた

PDS は CD-R 誕生の以前に開発された CD 互換シが、更に、カーナビゲーション用地図のオンデマンド

ステムであり、業務用に特化したため一般的ではな

書き込みサービスまでも検討していたのである。こか っ た が、PDS が あ っ た か ら こ そ、 そ の 後 に 続 くの PDS は CD 記録互換システムとして、1987 年 4 月

CD-R が生まれたといっても過言ではないほどの貴重の「第一回電子出版システム展」で発表され、世界初な光ディスクシステムであった。産業の遺産として感の CD 互換システムの発表とあって、CD 業界に大き謝の意を添えて、図 7-1-1 にヤマハ（株）のプログラな衝撃を与えた。発表から約半年後の 1988 年初めにマブルディスクシステム（PDS）の写真を掲載した。

PSD は発売され、当時の価格は、システム価格 230
万、ディスク価格 7000 円 / 枚で、ドライブユニット、
エンコーダユニットで構成され、エンコーダユニッ
ト一台に対して複数のドライブユニットが接続でき、同時に同じディスクを複数枚作成可能であった。しかし、PCM レコーダやエンコーダの周辺機器を含めると約 1000 万を超えるシステム価格になり、一般のユーザーより、あくまでもパブリッシャー向けに焦点を当てた記録機器であった。
PDS の発売によって、電子出版におけるデバッグ

図 7-1-1 ヤマハのプログラマブルディスクシステム（PDS）

時間は飛躍的に短縮され、CD-ROM の発展に大きく寄与したのである。どの位の改善になったかは、具体

78

7.1.3

CD-R の出現的な費用から算出できるが、当時、CD-ROM のデバッ

ソニーとフィリップスによる CD-WO の基本合意のグは、その都度 CD-ROM ディスクを工場で作ってデ発表後、電子デバイスメーカの太陽誘電（株）からソバッグをせざるを得ず、一回の試作費用約 50 万円、ニーに対して、彼らの開発している有機色素型の追平均デバック回数 5 回計 250 万円もかかり、更に一回

記メディアを CD-WO に含めて貰えないだろうかとのの試作期間が 2 週間で計 2 か月半近く掛かっていたの申し入れがあった。太陽誘電とソニーを結びつけたのである。それに比べ、PDS を使用すると、ディスク

は、当時のアイワ（株）社長であった中島であった。

代 7000 円と約一時間で CD-ROM 互換ディスクが作

中島は CD の次にレコーダブル CD の可能性と将来に成できるので、CD-ROM ソフト制作業界には画期的

賭け、記録可能ディスクを試作している各社へ「CDツールとして大歓迎されたのである。この PDS が電コンパチブル（互換）な資料を提供して欲しい」と依子メディアサービスで最も活躍したのは、1991 年 12頼していたのである。（前出、次世代オーディオに挑

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Vol.25 2018. Marchむ）しかし、各社からの回答は必ずしも中島の意図には溶解して分解する。その場合、単純に溶けるのでは答えるものではなかった。記録可能ディスクを試作しなく、一瞬“爆縮”が生じ、その影響はポリカーボネーている各社は、「CD で定めた光の反射率 70% をクリト基板にまで達して、その基板を変形させてしまう。

アー出来ない。その上、記録膜を光が通過している間

つまり、CD-R 反射率達成のメカニズムは、有機色素に吸収されてしまう、そもそも目標設定がおかしい」の物理的な変化のみならず基板の変形までを設計に取や「光の技術の素人には付き合っていられない」等とり込み、要求される 70% 以上の反射率の変化（変調

否定的な回答が多く、ほとんどの会社は相手にしてく度）を実現しているのである。ここが、CD-R 記録再れなくなっていた。

生の原理の重要なポイントで、基板の変形という予測していなかった偶然の産物によって、その変形によりそのような状況にも拘わらず、太陽誘電だけは CD

できた位相差（反射信号の強弱は位相差）がより高いとの互換という目的を達成するために、有機色素を反射率を得る要因になったのは、コロンブスの卵以外使った WORM 型の開発にこだわったメーカーであっの何物でもなかったのである。

た。同社は、1985 年頃より CD-R 開発に着手してお一方、書き込まれたピット形状は、ディスクに記録

り、中島の意を受けた CD 互換の追記型 CD の開発にされた信号の品質に影響する。一般的にはピット立注力していたのである。開発の成功には常に“偶然上り、立下りの光学的な明瞭さが、読み出した信号の産物”が存在する。この産物は一般的には目に見えの S/N やジッターに効いてくる。小型の半導体レーないし誰も気づかない。当時のアイワ本社は台東区池ザーで記録するので、エッジの分明さに欠ける課題が之端にあり、一方、太陽誘電の研究所の一部が歩いてあるが、屈折率の高い有機色素を選択することによ

5 分程の黒門町に残っていた。中島は、忙しい社長業

り、書き込まれたピットは光学的に、実距離以上にの合間を縫って黒門町の研究所をしばしば訪問し、若エッジは急峻に立ち上がって（立ち下がって）いる様

いエンジニアとの会話を楽しみにして開発の進行状況に工夫されている。CD-R に記録される信号はデジタを確認し、適切な指示をしていたのである。近くに双ルであるが、有機色素の特性、膜厚、ポリカ―ボネー

方の居場所あったという“偶然の産物”が、このプロト基板上のプリグルーブの精度等は、極めて多くのアジェクトを成功に導いたのである。前述したように、ナログ的なファクターによって成り立っている。こ当時の追記型の光ディスクは、CD-WO 的な方法、ディの開発された方式のディスクの大量生産性は極めてスクにレーザー光を照射するダイレクトカッティン

よく、量産設備の開発に伴い 1990 年当時約 100 ドル

グ、つまり記録膜そのものに穴を穿孔する方式が一般/ 枚もしていたメディアは 2000 年頃には、約 1 ドル的であった。記録層をレーザー光で穿孔することは、/ 枚まで急速に下落して、生産枚数は急拡大して大産“エアサンドイッチ方式”と呼ばれるが、レーザーに業に成長して行くことになったのである。また、WOよる記録層の破壊，溶解、膨張、収縮等の記録膜の物（Wright Once）機能は、ディスクコストが安くなれ

理的変化で生じた空気の逃げ道をあらかじめ設けておば最大の効果を生み、紙と同様に消去して再使用する

く特殊なディスク構造が必要あった。だが、この場合必要はなく、記録的短時間で記録メディアの主流の座

CD 仕様の要件である 70％以上の反射率と、1.2mm のを占めるに至ったのである。

ディスク厚さを両立するのは極めて困難な開発であっ太陽誘電の石黒、浜田両名には全国発明表彰科学た。しかし、太陽誘電一社だけは、若きエンジニアの技 術 長 官 発 明 賞（2000 年 発 明 協 会 ） 及 び 中 島 記 念石黒隆、浜田恵美子が“中島の夢”を追いかけた実験賞（CDs21 ソリューションズ）が贈られ、記念すべを、黒門町の研究所で繰り返してくれたのである。

き業績を称えられた。又、浜田は応用物理学会への貢献が認められ宅間宏賞（2002 年）が贈られて顕彰

太陽誘電が画期的であったのは、この「常識の壁」

さ れ て い る。 一 方、 特 許 番 号 2134979、2137118 及をあっさり打ち破ってしまったことにある。追記型光び 2135363 として CD-R の原理発明が登録されていディスクの要とされていた空気層を省き、有機色素のる。図 7-1-2 に、技術史に残る世界初の太陽誘電製の記録層と新たに配置した金の（その後に銀合金）反射

CD-R ディスク（1988 年）の写真を掲載した。

層を“直付け”してしまったのである。シンプルで、今までのテクノロジーとは次元を異にするブレークス

7.1.4

CD-R の構造と記録 / 再生原理

ルーであった。技術的には、ディスクにレーザ―光が太陽誘電によって提案された CD-R の構造を CD と照射されると、その部分の温度が上昇して、有機色素比較した図を 7-1-3 に示したが、プレス型のディスク

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

79ションエリアが設けられて、後述するパワーキャリブ
レーションが行われ最適記録を行うようになっている。
また、CD-R イメージ図からは、記録前のグルーブだけの状態から、記録ピットがグルーブ上に形成された状況が理解できよう。

図 7-1-2

世界初の CD-R ディスク（1988 年）との大きな違いは、CD-R の記録・再生面が暗緑色や緑色、またはブルーといった色彩を帯びている事である。CD-DA や CD-ROM の様なプレスされたディスクのシルバ―色に輝くディスクとは、余りに異なっている。単純に言うと、レーザーのオン／オフによって緑

図 7-1-4

CD-DA/CD-R ディスクのレイアウト

色の記録面を物理的に変化させて、マーク（焼いて組織を破壊）を与えて、そのオン / オフを 0 と 1 のデジ
タルデータとしてディスクに記録しているのである。

図 7-1-3

CD と CD-R ディスクの構造

CD-R の構造は、次の 4 層から成り立っている。
①ポリカ―ボネート基板

図 7-1-5②有機色素膜80

CD-R のイメージ図

このプリグルーブの精度と形状は、CD-R の能力を

③反射膜

大きく左右するが、さらに CD-R の場合、プリグルー④オーバーコート（保護膜）

ブの溝に溜まった色素の「溜まり方」まで記録に生か

ディスクによっては、商品的な魅力を高めるためにしてしまう工夫が施されている。CD-R の特徴である

さらに機能保護層を追加したものもある。CD-R という有機色素は、ポリカーボネート基板上にスピンコートと、記録層の有機色素の材料に関心が集まるが、ディ（回転膜生成方法）という方式によって塗布される。

スクの基板となる 1.2mm のポリカーボネート基板のスピンコートで生成された膜厚は溝の内と外では均一成型精度は、CD-R 全体の特性を大きく左右する。透ではなく、あえて色素が溝（グルーブ）の部分に「溜明の基板には、プリグルーブというミクロンオーダー

まる」様な成膜の手法を取っている。これは即ち、ラの微細な案内溝が刻まれており、プリグルーブはＦＭ

ンドとグルーブの膜厚の違い、「溜まり方」の差を利変調されて緩やかに蛇行し、レーザーはこの溝に沿っ用して反射率を CD 並みに高くしているのである。こて記録していく。図 7-1-4 に CD-R ディスクのレイアウの差は記録特性に大きな影響を与えることになり、例トと図 7-1-5 に CD-R のイメージを示した。ディスク

えば、プリグルーブの外の膜厚を薄くし、記録感度のレイアウトからは最内周のリードインの内側に PCAを落とすことで記録ピットの幅を抑え、記録品質を（Power Calibration Area） ま た は PMA（Program

改善するようになる。その意味で、CD-R の記録特性

Memory Area）とよばれる記録データのキャリブレー

は膜厚やプリグルーブの形状のみで決定するものでは

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なく、採用する有機色素の物性、溶剤の特性、工程管トを得て、化学エンジニアは嬉々とした試行錯誤を

理、スピンコートの仕様など極めてアナログ的なファ続けたが、いざ、本格的に回収を始めようした 1996

クターによって総合的に決定されるのである。高品質

年暮れになると、生産量が急増して、CD-R ディスクな CD-R ディスクの生産は、大変な経験とノウハウの価格が急落する予兆が見えてきた。1997 年になると、積み重ねが必要で、日本企業が市場を牽引して発展さ

ディスクの材料費の見直しが徹底されて高価な金の反せたのである。図 7-1-6 に CD-R ディスク 製造工程図

射膜は銀合金に変更され、実際に約 1000 円 / 枚からを示した。基板成型から有機色素塗布工程に至り、反約 300 円 / 枚の 1/3 にまで急落してしまった。本当

射膜形成工程までは、極めてノウハウが多く、技術のに“幻の金取り物語”になってしまったが、実験で積み上げによってなしえた製造工程であったが、大量回収した数百グラムの金は、「中島平太郎の金印」と生産は装置産業であるの言葉とうり、生産コストの削して鋳造され、今でも大切に保管され実用に供されて減に伴いそのノウハウは機械と共に海外へ輸出・移転いる。これを機に、材料の再活用の機運が起こり、高され、生産拠点が次第に海外に移っていくことになっ価な材料である基板のポリカーボネートの回収方法のてしまった。

開発は、その後も続けられた。しかし回収された基板が中国等に高価で売却されてしまうようなことが起
こり、回収構想は頓挫してしまったが、CD-R に書き込んだ情報を安全に破壊するシュレッダーの様な通称「がりがり君」は商品となった。図 7-1-7 に金取り物語の残照として「中島平太郎の金印」を示した。

図 7-1-6

CD-R ディスク製造工程

一方、CD-R の反射膜も重要な構成要素の一部だが、1990 年代前半の CD-R 生産量が少なかった頃の反射
膜は、ほとんどが金の薄膜であった。当初は、有機色
素膜の屈折率や反射率、記録波長等のかね合いから金

図 7-1-7

中島平太郎の金印が選定されたが、現在はほとんどが銀合金の薄膜である。最大の理由は、大量生産時のコストの削減であCD-R の色素は、屈折率 1.59 の基板と 780nm のレーり、もう一つの理由は、剥離強度の向上のためである。

ザーに対応した波長領域において、反射率が最も大き

当初の CD-R メディアは保護面にテープを貼ってそれくなる様な光学定数を有し、なおかつ溶剤との相性がを剥がすと金の反射膜までも一緒にはがれてしまい、

良いという条件の中で、世界初の CD-R である太陽誘剥離に弱い、扱いにくいメディアだった。しかし、実電製のディスクは、たまたまシアニンという有機物を用に耐えなかった剥離強度は、銀合金を採用すること使って実現した。有機色素がシアニンだけであったなにより大幅に強化され、メディアのトータルな信頼性

ら、CD-R の世界は、もう少し平和的な技術論争であっが高まった。

たかも知れない（Orange Book Part Ⅱ Ver1.1 はシア

余談になるが、この弱い剥離特性を生かして、高価

ニン系色素を対象とした仕様）が、無機物とは異なり、な金の薄膜材料を回収するプロジェクトが実際に起こ有機物は分子構造をコントロールすることで、特性をされた。佐渡の“金山のわらじ”からの金回収にヒン

少しずつ変化させられる可能性があり、メディアメー

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

81カや化学メーカは、特許に縛られることを嫌い、自社

号を書き込む時のパルスパターン）の未完成などが表でハンドリングしやすい材料の中から CD-R に適した面化し、それにメディアメーカごとの有機色素が異有機色素を開発して商品化した。それが、フタロシア

なっていたことなどの要素が重なり、記録できたり、ニンやアゾといった有機色素である。図 7-1-8 に CD-R

再生できなかったりという実用上の“大問題”が発生の有機色素の分子構造を図解してみた。

することになってしまった。本質的に CD との互換性をうたっていた CD-R にもかかわらず、互換性が取れないという、目も当てられない状況を生んでしまったのである。この深刻な状況を解決するために、ドラ
イブメーカ、メディアメーカは、CD-R の技術仕様を検討する「オレンジ研究会」を発展させて、オレン
ジフォーラム（規格書の色にちなんだ関連約 50 社の任意団体、代表幹事ソニー井橋）を作り、この深刻な
CD-R 特有の互換性問題の解決を委ねたのである。
7.1.5

ディスク・アイデンティフィケーション・メ
ソッド

オレンジフォーラム発足の 2 年ほど前から、オレンジ研究会というドライブ、メディアメーカ同志の意見交換のための研究会は存在していた。その当時から、各社の CD-R の担当技術者は個性の強い人が多く、それぞれに苦労を重ね各社内の抵抗勢力に打ち勝って、この事業を進めた極めて稀な集団であった。各社の
CD-R 担当者が新規事業化を提案しても、「今さらライト・ワンスメディアではないだろう」「著作権の問
題は解はあるのか」などの意見が強く、各社、各様に「CD-R の開発などを中止してしまえ」「事業化な
どもってのほかだ」との声が大きく、全く前進できな
図 7-1-8

CD-R の有機色素（シアニン、フタロシアニン、アゾ）の分子構造

CD-R の特性は必ずしも色素だけで決定できるもの

82

い状況が続いていた。その上に、この互換性問題が発生してきたので、抵抗勢力は「それ見たことか」と更に勢いを増していた。

ではないが、この 3 種類の有機色素（シアニン、フタ

ソニーにおいてさえ、CD-MO を進めていたことも

ロシアニン、アゾ系）は、光に対する応答速度に微妙あり、「CD-R は国賊だ」から「ソフトメーカをつぶな違いが認められる。ディスクにレーザーを照射した

す気か」等のいわれなき中傷を浴びせられたのだか

際に生ずるマークの形状やエッジの立ち上がりや立下ら、他社の担当者の状況はそれ以上に厳しかったと想

り方は、色素ごとに微妙に違い、特に書き込み速度の像できる。しかし、このオレンジフォーラム会員の先高速化に伴い顕在化してくることになる。ターゲット

見性と団結力は、社内で反抗された分強く、何としてとする位置、形状、深さ方向にマークして正しく記録も互換性問題を解決し、ビジネスへ繋ぎたいという気されなければ、信号としては破綻し、エラーレートに力で溢れていた。CD-R ビジネスが大きく発展するこ

直接効いてくるジッターやデビエーションの劣化を起とになった“きっかけ”は、各社内での大きな抵抗勢

こす。ちなみに、記録したマークの位置の理論値に対力があったが故に、優秀なエンジニアの先見性と反骨する長さのばらつきをジッターと呼び、分布の偏りを精神に火をつけて、社外での強固な団結を生んでビジ

デビエーションと言い、この数値は、再生信号の物理

ネス推進の足場を作ったことにあった。市場が待ち的な基本仕様として Red Book に規定されている。

望んでいた等の幸運な状況はあったものの、これだ

この当時の CD-R ドライブに搭載されたオプティカ

け大きな抵抗があった CD-R がビジネス化されたこと

ルピックアップ（OP）の特性が各社ばらばらで、例は、日本における産業の発展史の中でも、極めて稀有

えばスポットサイズの形状やライトストラテジー（信なケースであったと考えられるのである。余談にな

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchるが、当時の各社のメンバーはことのほか仲が良く、今でも「CD-R マフィアの会」が開催されている。ソニー、松下、パイオニア、TDK，リコー、太陽誘電、
三菱化学、三井化学、JVC，フィリップス、三菱電機
等錚々たる「いじめられメンバー」であった。
オレンジフォーラムの設立の目的は、CD-R 関連
メーカ同士の交流と情報交流を活発化し、いわゆるディスクとドライブとの相性や、互換性問題の解決をはかり、エンドユーザーに多くのベネフィットを提供することであった。そのために、理論面、物理面、論

図 7-1-9

Disc ID 使用効果

理面での相性や互換性問題の解消はオレンジフォーラ「ドライブがメディアを認識できる」というディスムの責務であり、重要な研究テーマの一つだった。具

ク・アイデンテフィケーション・メソッドに盛り込まれ体的な活動としては「ディスク・アイデンテフィケーたこの考え方は、狭義のディスク・ドライブの相性や互

ション・メソッド（Disc Identification Method）」の換性問題にとどまらず、2 倍速、4 倍速及び 8 倍速（さような“準規格”を策定し、参加各社が製品に反映す

らにそれ以上）といった書き込み速度の高速化や、更にることであった。

色素の変更に伴って生じるディスクの記録特性の大幅なディスク・アイデンテフィケーション・メソッドと変更等のケースにおける、最適記録の保証などにも利用

は、いわゆるディスクの“素性”を明確にしたものでできる。「技術の進化に柔軟に対応することが出来る」

ある。この素性をあらかじめディスクに刻み込んでおという思想を実現したもので、複数の有機色素膜や、複き、ドライブ側がその素性の意味を理解できるように数の記録用オプティカルヘッドが存在してしまったことなっていれば、ドライブは、現在書き込もうとしていから編み出された CD-R 独自の仕組みであった。

るディスクがどのような特性を持っているかを認識

その後、ドライブは実際にレーザーをディスクのできる。特に色素膜特性は重要で、シアニン系の有機一 部（OPC や PMA） に 照 射 し て「OPC（Optimum

色素膜で最適化して書き込んだ場合の定数では、フタPower Control）」という技術を用いレーザーパワー

ロシアニン系の有機色素膜に記録すると記録後の品質を決定する。次に実際の信号を書き込んでゆくが、書が悪く、再生互換が取れないような現象には、あらか

き込みには、最初に設定した OPC の値をそのまま全

じめ“素性”が分かっていれば、それに合わせた「最周に適応させる方法と、「ランニング OPC」といって、適記録条件」で記録すれば良いわけで画期的な提案

微弱レーザーを照射して記録面の状態（ごみの付着やであった。図 7-1-9 にディスク ID 使用時の効果を表

有機色素の塗布むらによる反射率の変化等）を検出ししたが、記録パワーに対してエラーレートが大きくながら、レーザーパワーを随時制御して、本記録をし広がって安定している状況が確認できる。また、表ていく 2 つの方式がある。現在はランニング OPC が7-1-1 に「Disc ID  Code  List（サンプル）」を示した。

主流になっていて、メディアの個々のばらつきまでも

表からは、各社の情報がどこに入っているかを理解出

吸収し、そのメディアの特性を最大限引き出せるよう来る。例えば、Start Time Of Lead-In；97;23;00（9a：な書き込みが可能になった。

bc：de）で 9a：bc：d →メディアメーカを表し、e →有機色素材料を表すように決めてある。
表 7-1-1

Disk ID Code List

Disc ID の登録メーカは 1995 年当初 7 社ほどであったが、1997 年頃には急激に増加して、2003 年には約73 社になった。現在、全世界のほとんどのメディア
メーカが Disc ID を登録して、すべてのドライブメー
カがこの Disc ID を利用している。また、1998 年には最外周のアドレス情報をディスク種類の判別に使うという拡張仕様が策定された。これにより、今までメディアメーカ一社で使用可能な Disc ID は 10 種類であったのが、この拡張仕様により原理的には無制限になった。Disc ID は CD-R の記録再生互換性確保のために、なくてはならない規格になり、世界中のドライ

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

83ブメーカ、メディアメーカが採用したため、ユーザー

イブはバージョンアップによって、ディスク・アイデンも安心して CD-R を使用できるようになったのである。

ティフィケーション・メソッドやライトストラテジーなどを最新の情報にリフレッシュできる。こうした手

Disc ID は、オレンジフォーラムで誕生し、その後法は、PC のアップロードプログラムと同じで、ドライ

CDs21 ソリューションズ（オレンジフォーラムの後ブメーカの HP にファームウェアがアップされているの継任意団体）で管理されている。最も心に残る残念で、それをダウンロードして、CD-R ドライブにインスな出来事は、この「Disc ID Method」を“特許申請”

トールすれば良い。この様に、互換性に端を発した様々しなかったことである。完全な互換性確保のため、な技術は、ディスク・アイデンティフィケーション・メ

ディスクに ID をつけて記録膜特性等の必須情報をあ

ソッドを核にして、エンドユーザーに最良の書込み環境

らかじめ記録しておき、それを基にして最適記録を行を提供するようになっていき、CD-R 最大の互換性問題

うという記録ディスクの世界でたぐい稀な発明が権利を解決に向かわせたのである。

化されなかったことを、今でも悔いている。その当時

一方、互換性問題に新たな課題が生まれたのは、エは、オレンジフォーラムの発案であり、皆で発明した

ンドユーザーの書き込み速度の高速化への期待であっもので、発明者を特定できなかったこともあったし、た。安定した高速書き込みの実現には、メディアとドオレンジフォーラムは任意団体で特許の所有権の課題

ライブに極めて高い技術が要求される。一般論としもあった。又、この技術は CD-R 互換性救済の貴重なて、CD-R における高速化への対応技術としては、メ技術であったため、多くの会社に公開して使ってもらディアの高感度化と機械精度の向上の 2 点がある。メ

いたいとの思惑があった。それが、関係者の共通したディアの高感度化は、単に光に対する応答性を速く認識であったため、特許出願をためらう雰囲気があっしただけでは記録されたピットマークが不安定になたのも事実であるが、CD-R だけで約 100 億枚 / 年もり、あまり感度を上げすぎるとディスクの記録膜が壊使われて、その後に登場する DVD-R や BD-R も互換

れやすくなる。また高速化とは、信号を書き込んだら性の確保のために、全く同じ技術が使われていること

今まで以上に速く次の記録に移る訳だから、その分、を考えると、巨額の特許料収入が見込めたことも考え書き込んだ部分と新しい書き込み部分が干渉しやすられる。振り返ってみると、なぜ強引にでも特許申請くなる。メディアの熱の管理が指数関数的に難しくなに踏み切らなかったかについては、ひとえに当時の代り、記録されたピットの形状が変わってしまうと、波表幹事（井橋）の人間性によるところが大きいかもし

形歪を起こし、歪の大きさによっては記録すらできなれず、光ディスク産業史に残る貴重な技術だけに、未くなってしまう状態を引き起こす。CD-R の記録速度

だに“寝覚めの悪い”出来事ではある。

は、8 倍速から、16 倍、32 倍と早くなっていったが、必ずしもドライブが正確に対応しているわけではな

7.1.6

互換性確保のための施策

く、ドライブによっては、速度を落として記録するな

ドライブメーカやメディアメーカの一丸となった取

どの自動制御技術を発展させて。最適な記録速度で信り組みや、関連技術の向上により、市場で最大の課題で号を記録しており、ドライブとメディアの双方の努力あったディスクとドライブの相性や互換性の問題は確実の積み上げで、互換性を確保しているのである。

に過去の話になりつつあった。とはいえ、CD-R の成長ぶりは凄まじく、ディスクメーカもドライブの数も物凄

84

7.1.7

CD-R の実用例

い勢いで増えて行き、それに拍車をかけるように、ドラ

CD-R は、当初の発想にあった様に、だれでも簡単

イブの書き込み速度も 2 倍速、4 倍速、16 倍速と劇的なにオーディオ CD が作れることが第一の夢であった。

進化を遂げていった。この様に、CD-R の進歩があまり高音質で、イージーオペレーション（ランダムアクセに急激であることから、ディスクとドライブの組み合わ

スの容易さ）で、耐久性がある CD-R は音楽の記録にせによっては、どうしてもうまく対応できないケースが最適である。音楽を大切にする人にとって、「CD は出てきてしまう。こうした不都合ができるだけ起こらな

ステータス」であると言われているが、プロとかアマ

いように、CD-R ドライブは、内蔵の PROM のファー

チュアや上手い下手の関係はなく、CD-R は本当に音

ムウェアのバージョンアップで対応できるようになって楽を愛する人々にとって「CD-R はステータス」であいる。CD-R ドライブのファームウェアとは、PC（パーると同時に、自分たちで録音できるという意味で、最ソナルコンピュータ）からの命令を受けて実際の記録動も親しみやすいメディアである。ここでは CD-R を実

作をつかさどるコントロールソフトウェアを指し、ドラ用化している代表的な実施例を紹介する。

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Vol.25 2018. March

第 1 に、最も多く使用されるオーディオ CD への

特に CD-R は、「どこでも再生出来て交換メディアとCD-R の実施例は多岐にわたっている。その一例とししては秀逸である」と評価されている。CD-RW やて、自分で簡単に記録できるので、ピアノや音楽の発

DVD-R 等も必要に応じて使い分けているが、納品の表会の記録のみならず、音楽を学んでいる学生の提出場合は、第三者が改竄のできない CD-R を必ず使うとレポート代わりに、実際の演奏や音声を CD-R に記録いうように信頼されているのである。

して提出させる例は非常に多い。卑近な応用例として、カラオケボックスがある。今までカラオケボック

第 3 に業務用分野で、特に医療用途に使われている

スは、歌を歌ってもらう事でビジネスが成り立ってき

CD-R があり、現在では、患者が画像データを欲しい

たが、昨今はシステムの中に音声を記録できる仕組みと医者に要求すると、CD-R でデータが手渡されるほが取り込まれている。そこでは、自分で歌った音声をど、一般的になっている。その先駆的な役割を果たし記録して、上手さを自慢する自己顕示欲のためか、又た医療機関として、財団法人心臓血管研究所（心研）は練習した成果を確かめるためかは不明だが、そのがあり、循環器疾患の専門研究機関として国内外に広成果を CD-R で知人に配布するようなことが一般的にく知られている。この付属病院には、DICOM Ver3.0

行われている。既に、カラオケ業界はビジネスのター（医学界におけるデジタル画像の標準フォーマット）

ゲットを会議室利用や個人用途等の分野に焦点を合わに準拠した Siemens 社のコンピュータネットワーク

せていることもあり、カラオケ BOX は音楽学生の練サーバシステム及び CD-R を使った心臓診断システム

習場になったりもしているのである。そこで演奏され（通称 ACOM）が、1998 年に設置された。今までのた音楽や練習の成果は CD-R に記録されて、配布や提フィルム（X 線等）に代わって、最近のデジタル画像

出用に使われるのである。この様に音楽を愛する方々

は、医療用途に対応できるまで改良が進んで実用になにとって、CD-R はかけがえのない記録メディアとしり、撮影されたデータはサーバに送られ、そのデータての地位を確保してきた。

は 1.7TB の MO ジュークボックスで管理されて、必要に応じて CD-R に落とされる。CD-R は規格が統一

第 2 に、デジタルフォトと大容量メディアとの関係されていて安価で、DICOM フォーマットで書き込んの中で、CD-R が注目されてきた時期があった。デジでおけば、世界中のどこでも PC からデータを読み出

タルカメラが普及し始めた 1990 年代から、その撮影

せるせることは重要な利点だったのである。このシスしたデータの保存、保管には膨大な量の CD-R が使わ

テムが基準になり、日本の医療機関に同様なデジタルれてきた。人間の感性として、1GB 弱の CD-R は丁サーバシステムの導入が始まり、CD-R は医療データ

度良い使い勝手であったとの意見が多い。最近はデジの交換に無くてならない存在になったのである。デー

タルフォトの解像度が極端に大きくなり、それに伴いタを安定して保存でき、再生互換が全世界で可能な記録するデータが CD-R の 1GB 弱の記録容量では不CD-R は医学界にとっても貴重な存在で、その後、医足するようになってきて、DVD-R や BD-R への移行

学界におけるデジタル化の進展に拍車がかかり、今でも起っているが、未だに CD-R を手放さない一般的なは、ほとんどの病院内はデジタルデータベース化してユーザーは多い。専門のデジタルフォトを扱う方々のおり、配布メディアに CD-R が使われている。

中には、単に撮影したデータを保管管理するだけではその他の業務用の分野での利用例としては、財団法なく、撮影した複数のデータを幾重にも重ねデジタル人日本特許情報機構（JAPIO）が 1996 年から CD-R

合成や特殊効果を自由に加えられる技術を持つ“ビと CD-ROM によるシステムを構築して、顧客の要求

ジュアルクリエータ”と呼ばれる専門家がいる。このに応じて膨大な特許情報の中から必要な情報を抽出・様な専門家は「撮影したすべてのカットを効率良く提供する業務に使用して、迅速で信頼性の高いサービ抽出したり、ソートできるデータベースの構築が必スを提供している。写真 7-1-10 に、そこで使われてい須の技術である」との認識が高い。その意味で独自にる 500 枚 CD-R/CD-ROM チェンジャー群の写真を示

CD-R/CD-ROM を使った最大 500 枚程度の CD-ROM

したが、この一ユニットを写真家が小規模用途に使用チェンジャーを所有して、自身のデータベースを管理する例もある。

しているのである。そこで保存される撮影データはオリジナル画像であることから、改竄されたりウィルス

最後に、CD-R は、配布メディアとしてネットワーに侵されたり、あるいは消失してしまうメディア（シク社会にもかかわらずあらゆる所で使われている。図ステム）は使えず、CD-R/CD-ROM が最適であった。

7-1-11 に示したのは、21 世紀初頭に起こったイラン /コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

85同じようなものと括られてしまう。CD-R の場合レー
ザー光を利用してディスク盤面に塗布された有機色素の“物理的変化”をデジタルの情報として記録する方式であるのに対して、CD-RW は同じレーザー光を使いながら、記録材料の結晶質、非晶質の変化を記録／再生に応用する相変化記録（Phase Change 方式）を採用しており、記録層の状態変化を利用していることから書き換えが可能になっている。また、CD-R と
写真 7-1-10

日本特許情報機構の CD-R/CD-ROM チェ
ンジャー群

CD-RW では、技術的にも使い勝手の面でも、全く違った部分があるので本章では CD-RW の技術とその特徴について記述する。
7.2.1

CD-RW の相変化記録の原理

CD-RW のリライタブル機能は、その名のとうり、“Phase Change”という“相”の変化を応用して信号を記録している。ちなみに“相”とは、「物質の系の中で、均一でかつ明確な境界を持ち、他と区別される領域」、または「物質系の一部がその内部で物理的・化学的に全く同一性質を示すとき、その部分が同じ相にある」ことを意味する。具体的には、CD-RW は結晶質（クリスタル）と非結晶質（非晶質、アモルファス）の物理的転移を利用して信号を記録している。アモル
ファスとは、結晶構造でない物質状態を表す。一部の
図 7-1-11

イラン / イラク紛争時の CD-R

合金には、個体であるにもかかわらず原子が液体状態の配列のままの性質をもったものがあり、相変化記録

イラク戦争の時に、その状況を説明するための膨大なとは、このような特殊な合金の結晶・非晶双方への物

資料（データ）を CD-R に格納して、搬送した時の新理的転移をレーザーによって引き起こし、一方再生時

聞報道の写真である。その文章の中に、当該資料は機は、やはりレーザーを使って両者の反射率の違いを読密データなので、最も安全に送る方法は「手渡すこと」

み出す仕組みである。具体的な相変化材料には例えばであるとのコメントが付け加えられていた。膨大な紙

Ag-In-Sb-Te（銀 ‐ インジウム - アンチモン - テルル）の資料から小さく軽い CD-R にデータを格納すれば、等の 4 元素の合金がある。図 7-2-1 に CD-RW ディス

途中で改竄されることや消される心配もなく、安心しクの構造を示したが、基本的な構造は CD-R と同じで、て機密情報のやり取りができるとのコメントに、改プリグルーブのある基板に、記録層は上下保護層にサ

めて CD-R の利点を再認識したものである。現在は、ンドイッチされた形で形成されている。その上に、保ネットワーク全盛の社会であるが、書き込んだデータ

護膜の UV コートが施されているものである。

のセキュリティー対策のため、書き換えられないデー
タの必要性は高く、機密性の高いデータの保存や配布用途にこそ、CD-R が使用され続けてその使命を全うするのではないかと悦んでいる。

7.2 CD-RW の出現
CD-RW は 書 き 換 え で き る“Rewritable” の 意 味で、正式には“Compact Disc Rewritable”と呼ばれ86

図 7-2-1

CD-RW ディスク構造て、CD ファミリーとしては初めての書き換えを実

こ の 相 変 化 記 録 の 原 理 は 1968 年 に Ovshinsky ら

現 し た。CD-RW は よ く「CD-R／RW」 と、CD-R とによって提案されたものである。それぞれの状態は

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が、具体的な実用化は、松下電器の山下等の研究によ

CD-RW の記録したデータの消去は、いわゆるワン

る、酸化テルル系の材料を用いたのが始まりである。

ビーム・ダイレクト・オーバーライト方式という技術

Ovshinsky の特許使用許諾料が高額であったために、を使用する。これは、相変化材料には“溶融はしない

各社がこの技術検討をあきらめる中で、松下電器、リのだけれども結晶化するには十分”という温度（イコー、日立等は技術開発を続けて、CD-RW や PD（コレースパワーレベル・約 200 度 C）があり、そのレベンピュータ専用ディスク・松下電器）という商品に繋ルになるように微弱にレーザーを照射して昇温し、そげていったと同時に、次世代の DVD-RW、RAM とこから徐々に冷却することで、アモルファス相は結晶いった商品群が誕生する機会を作ったのである。

相に戻り、新しい記録が可能になる。

相変化材料は、当初は結晶の状態になっており、記録時はプリグルーブに沿い、EFM 変調された信号を

7.2.2

CD-RW の記録方式（ライトストラテジ）

レーザーで照射していく。図 7-2-2 に相変化記録の原

ライトストラテジとは、記録時におけるレーザーパ理を示したが、CD-RW の記録の原理は、その温度的ワーの制御の事を言う。記録原理もディスクの特性なプロファイルから説明することができる。まず、結も違うので、CD-R には CD-R に最適な、又、CD-RW

晶相を一気に融点まで昇温して、不規則な原子のアモには CD-RW に最適な制御方法が存在する。ディス

ルファス状態を作り出す。このアモルファス状態を急クに記録される EFM 信号は、前述したように「3T」

速に冷却すると原子の組み換えが十分に起きない内だから「11T」までの物理的な長さとスペースから成と、ばらばらな状態でフリーズされたアモルファス状

り立っている。本来レーザーのオン / オフは、この態になる。これがアモルファス相の記録メカニズムでEFM 信号に対応していれば良いはずだが、昇温とある。一方、融点には至らない、やや中間的なレベル

クーリングを微妙に、かつ精密に制御しなければならにまで昇温しておいて、比較的ゆっくり冷えるようにない CD-RW では、“EFM のまま”レーザーを照射し温度管理をしてやると、原子は元の状態に組み変わるてもうまく記録することはできない。“EFM のまま”時間が与えられ、結晶相ができる。この様に、相変化記録してしまうと、本来、急冷の制御をしなければ成記録は、基本的には CD-R と同様に昇温とクーリング

らないところが徐冷になってしまって、ピットマークを非常に高度に制御して、それによってアモルファスの形状やエッジに歪が生じ、ジッタやデビエーション

相を生成していき、結果として、結晶は反射率が高くの低下をまねいてしまい、似ても似つかない信号に非晶の方は低反射率になるので、その差分を信号としなってしまうことがある。この信号の正確さは、ピッて検出するのである。最も、いくら結晶相の反射率がトとランドのエッジのシャープさというよりも、むし

高いとは言え、CD-RW の反射率は、780nm の波長領ろエッジの位置により決まり、CD-RW 特有のもので域において CD や CD-R（65% 以上）には到底及ばず、ある。即ち、CD-RW の記録においては、エッジを急

わずか約 10％～15％程度なので、ドライブ側で何ら峻に立ち上げて、その中心部はできるだけ凸凹のないかの対策が必要となる。この CD-RW を導入するにあ書き込みが求められることになる。
図 7-2-3 に CD-RW のライトストラテジ（レーザーパワーの制御）の一例を示したが、これは、CD-RW のマルチパルス記録方式である。例えば、「4T」の EFM
信号を記録する場合、初めに融点に至るレーザーパ
ワーを「1T」の間に与えて急冷し、続いて「0.5T →急
冷→ 0.5T」を繰り返す。4T では合計 3 回、3 では 2 回というように、「nT」信号に対して「nT ─ 1」のパルスを与え記録する。最初の「1T」分の時間は記録材料
が冷えているために融点に達する時間を要するが、結晶相をアモルファス相にして、次の瞬間にレーザーをオフにしてこのアモルファス状態を急冷しフリーズさせてしまうのである。このレーザーパワーの非常に精

図 7-2-2

相変化記録の原理

密な制御が CD-RW の記録には必須である。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

87

分であると考えられているが、CD-RW には“代替セクター”の概念が導入されており、もしあるセクターが記録に不適格になったら、CD-RW のファイルシステム（UDF）は、自動的に不適格のセクターに代わる新しい
セクターを割り当て、実用上は問題のないシステムになっている。一方、CD-RW の課題としては、相変化記録が、原理的に“超高速記録”に対応しずらい所であり、CD-R より書き込み速度は遅くなる。
7.2.3

マルチリードで再生互換

光ディスクの再生は、基本的にレーザー光の反射率の差によって信号を読み取っており、所定の反射率が
図 7-2-3

じであれば、再生互換は確保されることになる。しか記録時のレーザーパワーを比較してみると、CD-R

し、CD-R と CD-RW では反射率に大きな開きがあり、が 4〜11mw（Orange Book Part Ⅱ）、一方、CD-RW

CD-R が約 65％以上の反射率が確保されるのに対しは 8 〜 14mw（Orange Book Part Ⅲ ） に な っ て いて、CD-RW の反射率は約 15～20％程度しか確保できる。規格上からは、CD-RW の方が高出力レーザーパ

ない。Red Book に準拠した CD フォーマットで再生ワーが必要となっているが、実際は CD-R の 8 倍速で互換を保証している反射率は約 65％以上なので、こは、20mw を超えるパワーを要求されるようになっての問題を解決しないと、CD と同一の信号を記録してきた（高感度メディアでは 8 倍速で約 18mw 程度）。

いながら、CD と全く無縁の記録メディアになってし

CD-RW は約 14mw 程度で記録できるので、データのまう。CD-RW の反射率を一気に 65％以上に持ってい書き換えが低パワーで実現出来ることは、システムとくことは、現在の技術では不可能で、レーザー光を強して好条件である。高いレーザーパワーを使うと、当力にして反射率を高めることは記録膜を破損してしま

然ドライブのコストが上がり、コンシューマ中心のう。そこで考え出された方法がドライブ側のアンプのCD システムにはなじまず，また、記録層の物理的なゲイン（感度）を上げる方法である。この場合いたず

変化のサイクル（サイクラビリティ）が低下して実用らにゲインを稼ごうとすると、ノイズも一緒に上がっに耐えなくなるなどの技術的な懸念もあり、低レーてしまい S/N の低下を招いてしまうが、アンプを丁ザーパワーは CD システムの宿命でもある。図 7-2-4

寧に設計し、回路の S/N を充分に確保すれば実用化に CD-RW ディスクに記録された信号の電子顕微鏡写出来る。この方法をドライブ側に付加したことを“マ真（リコー提供）を示した。

ルチリード”と呼び、製品化も比較的容易であったた

CD-RW の用途は、大容量のフロッピーディスク、め、“マルチリード CD-ROM ドライブ”として市場

オーディオコンパクトカセットの代替えや CD オーサに導入された。実際には、多くの CD-ROM ドライブ

リングのプルーフ、バックアップ / ストレージであり、がマルチリードの基準を満たし、特に 16 倍速以上のハードディスクの代替えではない。そのため、記録層

ドライブは、ほとんどが“マルチリード CD-ROM ドのサイクラビリティはせいぜい 1000 回程度もあれば十ライブ”になった。

図 7-2-488得られて、物理フォーマットと論理フォーマットが同

CD-RW のライトストラテジ

国立科学博物館技術の系統化調査報告

CD-RW ディスクに記録された信号

Vol.25 2018. March図 7-2-5

図 7-2-6

CD-R の記録方式

シングルセッションとマルチセッション

CD-RW が商品として登場したのが 1997 年だが、再①ディスク一枚分のデータを一気に書き込み、後か生環境は急速に整ってきており、国内の場合、買い替

ら、いわゆる追記が出来ない（Disc   At   Once）

えが進んでいる家庭用 PC では、2000 年初めの時点で方式

約 70％の PC がマルチリード CD-ROM ドライブを搭載していたと予測されている。一方、家庭用の CD-DA
プレーヤがマルチリードにどれだけ対応しているかのデータは存在しないが、コンシューマ向けのオー②曲（トラック）単位で書き込んで、継ぎ書き可能
な（Track At Once）方式③パケット（音楽の小節等）単位で記録可能なパケットライト方式

デ ィ オ 用 CD-R/CD-RW レ コ ー ダ で あ れ ば、PC 用 の

図 7-2-5 に①～③までの方式を図解して示した。こCD-RW ドライブで書き込んだ CD-DA のデータは再生

こでのランイン、ランアウトとはデータの“継ぎ目”することが出来る。また、既に発売されている DVD プのことで、誤り訂正が出来ない部分を、しっかりとレーヤの一部や DVD-ROM ドライブが CD-RW ディス

ガードする目的の緩衝材として設けられたガードエリクの再生に対応しており、DVD ドライブはマルチリーアである。②の TAO 方式は、最初にデータを記録しド対応の一翼を担っている訳で、CD-RW は DVD とのて、それからリードイン、リードアウトを書き込むよブリッジという意味でも重要な位置を占めている。

うになっているのが特徴で①の DAO 方式とは大きく異なる。また“マルチセッション”という記録方式と

7.2.4

CD-RW のファイルフォーマット

深く結びついている。セッションというのは、「リー

CD-RW 特有の技術に、ディスクへの書込み方法があ

ドイン、ユーザデータ、リードアウト」までをひとり、ハードディスクの様なランダムリードライトアクまとめにした単位を言い、マルチセッションとは、そセス（厳密には全く同じではない）に対応している点のセッションがディスク内に複数存在するという意味がある。CD はオーディオディスクを基本にしているたである。このマルチセッションのディスクを制作する

め、この時の記録方式は“シーケンシャルライト（一際に使われる記録方式が TAO である。図 7-2-6 にシ筆描き）”である。CD-R も CD を踏襲しており、記録

ングルセッションとマルチセッションの概念図を示

時にはディスクの内側から外側に向け、スパイラルにした。マルチセッションの概念を最初にシステム商記録していく。CD-R のシーケンシャルライトには次の品としたのは米国コダック社の Photo CD で、Photo

3 方式があるが、書き込んでしまったデータの一部だけ

CD は Orange Book Part Ⅱのマルチセッション対応を変更するのは不可能という点で共通している。

フォーマットとして広く知られている。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

89CD-RW もこの①～③までの CD-R 型の記録は可能だが、書き換えできるという CD-RW の特徴を生かすとすると、パケット単位のリライタブルということになる。これを可能にするためには、ハードディスクや構の解明）」 浜田恵美子

東京大学博士論文（工学）（1998）2）「相変化ディスク技術の現状と将来展望」横森清日本応用磁気学会 98-6（1997）29-36

MO（光磁気ディスク）の様なファイルシステムが必

3）「Optical Information Encoding In Amorphous

要になる。リライタブルの CD-RW がその特徴を最大

Semiconductor」 S. R. Ovshinsky, Topical限に活かすとすると、あるブロックが何らかの理由で

Meeting On Optical Data Storage（1973）MB5-1

書き込み・読み出しが不適格となった場合、そのよう

4）「光磁気ディスク装置とその応用システム」井橋孝

なブロックを使用禁止にして、別のブロックにデータを書き込むというインテリジェントなデータ管理がで夫、矢沢猛

映像情報（1987 Vol19 No15）

5）「A Writable Compact Disc Digital Audio System」  

きる様になる。パケットごとにデータの書込みと消去

K.Nakagawa, K.Osato, K.Urayama  and  T.Ihashi

ができることを、CD-RW の“ランダムリードライト”

AES  preprint #2174（G-3）（1989  March 7）と呼んでおり、このランダムリードライトを実現する

6）「CD-R/RW オフィシャルガイドブック」オレンジ

ために CD-RW で採用したファイルシステムが、米国フォーラム

エクシードプレス  
（1999）の OSTA（Optical Storage Technology Association）

7）「CD-R Interchangeability Test Report」
  A.Inoue,

が 標 準 化 に 取 り 組 ん で い る UDF（Universal Disc

J.G.F.Kablau, J.P.J.Heemskark,H.Ogawa andFormat）という方式であった。

H.Yamauchi, Topical Meeting on Optical Data
Storage Technical Digest（1992）

参考文献

8）
「O plus E 第 365 号 アーカイブ光ストレージ特集」

1）「新規光記録媒体 -CD-R-（その材料開発と記録機

90

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

アドコムメディア（株）（2010）

8｜光メディア寿命推定の ISO 規格の構築
CD-R/DVD-R などの光ディスクは、テキストなどである。ここまで到達するのに約 5 年の歳月がかかっの各種データやデジタルカメラなどの静止画保存、デたが、関係者の、何度もの国際会議に出席して技術

ジタルテレビの動画保存の手段であるために、その需論を展開した努力に対して、高く敬意を表する。活要は拡大してきた。しかし、品質が規格を満たさない動の相関図は図 8-1 に示したが、NIST 等のサポート

うえに、寿命の短いメディアが市場に数多く参入してがあったとはいえ、任意団体が提案して ISO 規格がいる現状や、寿命に関する具体的な基準や正しい情報

制定された極めてまれなケースであった。同時に、光がなかったことから、その信頼性が国内外で懸念されディスク生産が全世界に広がって、品質の悪い製品ていた。

が「グローバル化」の名のもとに、どこからでも市場

デジタルデータを長期間保存するデジタルアーカイに導入されてしまう現実に、一矢を報い、今まで統一ブに向いた記録媒体は、長寿命、大容量、高データ転できなかった光ディスクの寿命推定の基準を決めたこ

送レート、低価格な媒体が適するが、光ディスクは大とは、極めて有意義なことであった。今では、国内外容量で安価、さらに記録再生機器が全世界に普及してメーカからの依頼で、後述する NPO 法人「ADTC」

いることから有望視されてきた。光ディスクを長期保（Archive Disc Test Center） で、 第 三 者 の 立 場 で、存用記録媒体として推奨していくには、品質評価方法

ISI10995/18927 に則った公平な寿命推定テストが行わを国際規格として構築し、その国際規格に基づき評価れており、その結果はユーザーから大きな信頼を得てされた光ディスクに長期保存するのが有効であるとのいる。

認識は、関係者が共有していた命題であった。
この様な状況の中で、光ディスクの信頼性に対する取り組みは、日本では、1990 年代前半に当時の通商産業省（現経済産業省）の働きかけにより、光ディ
スク媒体を測定するシステムの標準化に関する研究会が発足したことに端を発している。その後に有力企業も参加して標準化の研究が進められた。一方、
米 国 で は、NIST（National Institute of Standard
and Technology）を中心に、画像を電子的に保存する目的で、光ディスクを使用した場合の研究が行われ、 そ の 成 果 は ISO の Technical Committee 42 により「CD-R 等の温度相対湿度の影響による期待寿命値の推定に関する方法」として準備され、2002 年にISO18927 として制定され、規格化された。

図 8 -1

ISO 規格成立のでの活動相関図

8.1 光ディスクの故障要因と寿命推定
光ディスクの故障は、「一般保存環境下で長期保存

2002 年以降、光ディスク関連企業で構成された任されている間に、記録膜等の特性が経年劣化して生じ意団体「CDs21 ソリューションズ」（中島平太郎会

る物理的要因により、再生信号よりデジタルデータが長）は、市場での品質や寿命に関する混乱を解決す

修復できない欠落が生じた時点」と規定されている。

べきとの要望に、市場で発売された CD-R の寿命試

一般的な製品寿命を表す平均呼称時間 MTTF（Mean

験を独自に行い、ここで得られた知識を生かして、Time To Failure）は、JIS Z8115 に「非修理アイテ

2005 年以降、米国の光ディスク関連の任意団体である

ムの故障寿命の平均値」として定義してある。非修理

OSTA や NIST と協力して光ディスク寿命推定試験方

アイテムとは、「故障が起こっても修理しないか又は法を開発した。2006 年 ECMA（European Computer

修理不可能なアイテム」をいう。光ディスクの故障時

Manufacturer Association）に提案して、審議を経て間は、記録保存されたデータの再生不能を回避するた

ECMA-379 として規格制定された。その後に ECMA-

めに MTTF ではなく、故障率 5%（生存確率 5％）の

379 は、ISO   に 規 格 提 案 さ れ、 国 際 的 な 試 験 方 法

動作時間として規定している。これは、環境温度を変「ISO/IEC 10995」として 2007 年に正式制定されたのえた加速度試験で、故障率 5％の時間を推定し、そのコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

91

データを統計処理することにより寿命を推定するもの

反応がどのように進むのかについて一般的なモデルをである。図 8-2 に寿命推定のための概念図を示した。

構築したのである
Ｈ．アイリングは 1901 年メキシコ生まれで、活性錯合対理論（遷移状態理論）を発展させたアメリカの化学者である。活性錯合体理論は、反応の活性化障害の頂上付近における過渡的な化学種に注目したもので、この過渡的な化学種を活性錯合体又は遷移状態という。
活性錯合体理論では、反応物と活性錯合体はお互いに平衡状態にあるとして反応を 2 段階過程と考える。

図 8-2

寿命推定概念図

A ＋ B ⇔ AB ‡⇒ P

（2）

ここで、A,B は反応物、AB ＋＋は活性錯合体、P は
経年変化を起こす前の光ディスクの初期品質は、生成物である。図 8-3 に活性錯合体理論における反応

ROM はディスクの製造時、R などの記録系ディスク断面図を示した。アイリング式は以下のとうりである。

は記録後のジッター値を規定することによって維持している。ジッター値とデータのエラーレートは相関があり、復調の信号処理を行わなくても、ディスク上に記録されたデータ品質を知ることが出来る。前述したように、CD にはエラー訂正用の符号が付加されており、初期エラー、劣化によるエラーやディスクの表面の傷や汚れなどのディフェクトによるエラーに対応して、安定してデータが再生できるように規格化されている。これにより、光ディスクにおける故障とは、エラーの訂正が不能になった状態と考えられる。CD の場合は、C2 エラーが 220 以下で、DVD の場合は PI（Parity of Inner-Code）の数が 280 以下と規定されて

図 8-3

おり、この数値で故障になったかどうかの判断を行う

反応断面図のである。光ディスクの物理的要因による寿命の劣化

ｔ＝ ATae Δ h/kT e（B ＋ C/T）× RH

は、主に記録層を構成する記録膜や反射膜などの機能

ここで、ｔは速度定数、A は前指数因子、Ta は前性薄膜の特性が、外部や基板などからの水分の拡散

指数湿度因子、Δ H は活性化エネルギー、K はボルによる化学反応で変化することにより生じると考えら

ツマン定数、T は絶対温度、B,C は相対湿度の指数定れている。この様に劣化原因が反応速度論に従う場合

数、RH は相対湿度である。

は、与えられたストレスと反応速度の関係をアレニウ
スモデルやアイリングモデルとして扱い、温度湿度ス

後で述べる ISO/IEC10995 では簡易型のアイリング
式を用いる。

トレスによる加速試験で寿命推定試験を行うことが出来るのである。

（3）

t ＝ A e Δ H/kT e B × RH

（4）

一般に、アイリング式は、以下のように拡張可能である。

S. アレニウスは、1859 スウェーデン生まれで反応速

ｔ＝ ATaexp｛Δ H/kT （B ＋ C/T）

度定数の温度依存性を活性エネルギーを使って表すア× S1 ＋（D ＋ E/T）× S2 ＋…｝

レニウスの式によって広く世に知られている。1903 年

温度以外の関連するストレスを付け加えていくことには、解離の電解質理論でノーベル化学賞を受賞した。
t ＝ A  e  Δ h/kT

（1）

ここで、t は速度定数、A は前指数因子、Δ h は活性化エネルギー、k はボルツマン定数（8.617 × 10̄⁵

92

（5）

が可能である。

8.2 ISO/IEC 10995

ev/ ｋ ）、T は 絶 対 温 度（273.15 ＋ degree Celsius）

ISO/IEC 10995（ 以 下 10995 と 略 す ） は、CD-R/である。アレニウスのモデルは多くの化学反応の速度

RW の他に、DVD-R/-RW/-RAM/+R/+RW を対象と定数の温度依存が式（1）で表わされ、これに基づきした寿命推定の評価方法を規定してある。ここで推国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March定される寿命とは、周囲温度 25℃、相対湿度 50％のとの過程より等しくなる。これを確認することによっ保管状態で、残存確立が 95％の時、95% 信頼区間のて、各条件での故障が 10995 のモデル内であることが下限値で予想される寿命をいう。寿命とは、DVD-R/

検証できる。図 8-5 に累積故障分布の実例を示した。

RW の場合は、再生不能となる P1 エラー数に達するまでの時間である。
簡易アイリング式を、以下のように自然対数をとってみる。
ln（t）＝ ln（A）＋Δ H/KT ＋ B × RH

（6）

これをさらに変形して、ln（t）を y とおき、ln（A）
を a0, Δ H/k を a1, 1/T を x1、B を a2, RH を x2 と置くと、
ｙ＝ a0 ＋ a1x1 ＋ a2x2（7）の様に表すことが出来る。これは、説明変数 2 の重回帰式と考えることが出来る。重回帰分析を行う際必
図 8-5

要となる個体数は、説明変数が（7）式より 2 であることから下記の式（8）より 4 以上であることが分る。
個体数−説明変数− 1 ＝個体数− 2 － 1 ＞ 0

累積故障分布

対数正規グラフから、各条件での故障データの対（8）

数平均値を求め、重回帰分析により定数項及び、偏これより、アイリングモデルにおける加速試験で回帰係数、即ち、簡易アイリング式の ln（A）、Δ H/

は、最低 4 つの温度湿度条件での結果が必要となる。

k、B を求める。求められた定数項及び係数を簡易ア

10995 では、85℃ 85％ RH，85℃ 70％ RH，65℃ 85％

イリング式に用いて、絶対温度 298.15K（25℃）50％

RH，70℃ 75％ RH の 4 条件で故障時間の対数平均値

RH の値を代入することで、補完条件の寿命推定平均を求めている。図 8-4 にアイリングモデルにおける寿値が求められる。

命推定の概要を示した。

各条件ごとに、故障データの加速係数（加速試験での平均寿命推定値と保管条件での平均寿命推定値の比）を算出して、補完条件での寿命データの正規化を行う。信頼区間 90％とした場合の 25℃ 50％ RH において、残存確率 95％信頼水準で予想される寿命が推定される。図 8-6 に加速係数を用いて正規化された寿命推定の実例を示した。

図 8-4

アイリングモデルの寿命推定概要

10995 では、寿命データ分布は対数正規分布に従うと仮定して、寿命推定値を求めるための解析手順を示している。上記 4 条件で光ディスクサンプルの加速試
験を行い、回帰式より故障に到達した時間を求める。
故障データの累積分布には、順序統計量の medianrank 法を用いて、各条件での故障データの累計分布
として対数正規グラフを用いて，仮定内であるかどうかの確認を行う。

図 8-6

加速度係数で正規化された推定寿命

8.3 Archive Disc Test Center（ADTC）

もう少し具体的にいうと、各条件での寿命データは、光ディスクを記録保管に利用しようとするユーザー

対数正規グラフ上で直線となり、その傾きで表されるに対して、長期保存に適しているディスクであるかど

対数標準偏差は、同じ母集団からとってきたサンプル

うかの判断を手助けするために、光ディスクの寿命推コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

93

定を行い、長期保存が可能なディスクあるかの判定をしかし、一般的にはデジタルデータが記録された記行う、独立した第三者機関の非営利活動法人（NPO）

録媒体には寿命があり、デジタルデータを長期間保存

アーカイブディスクテストセンター（ADTC）が 2008

する場合は、数年ごとに記録状態を確認して、劣化状

年 8 月に設立され、ADTC センターラボで 2009 年 3態によっては新しい記録媒体に記録保存することが必月より、活動が開始された。ADTC センタ―ラボで要である。光ディスクに関する媒体移動（マイグレー

は、CD-R/RW の み な ら ず DVD-R/RW/RAM 等 のション）に関しては、ISO/IEC 29121 や JIS Z 6017

寿命推定のため ISO/IEC 10995 を拡張した ISO/IEC

等が制定されており、連続性の維持や記録した光ディ

18926 に準拠した加速度試験を行なっている。順次試

スクの劣化程度を確認して、必要に応じてデータの書

験対象ディスクを増やしていく計画である。アーカイ

き替えを行う手法も推奨されている。

バルグレード（寿命が 30 年以上）と認定された光ディ
スクには、図 8-8 に示したような認定証及びロゴマー

ADTC の活動は、2017 年現在も続けられている。

クを発行している。又、認定した光ディスクが市場でそのテストセンターラボは、この寿命推定の ISO 規

正常に販売されているかを確認するために、市場から格化に多大の貢献を頂いた大阪産業大学入江（満）教

ロゴマーク付きのディスクをピックップして、寿命テ授の研究室内に設置しており、年間に 5～6 種類のストをする等の監視機能も備えた活動をすることに光ディスクを ISO/IEC10995（18926）に準拠した寿なっている。違反した状態が発見された場合は、販売

命推定業務を行って、光ディスクのアーカイバルグの中止の勧告やロゴマークの剥奪を含む処置を行うこ

レード品質の向上に役立っている。この様な、地味なとを契約している。図 8-7 に ADTC センターラボの外ADTC の活動は、光ディスクが長期保存媒体として観を示したが、加速度試験を行うための複数台の恒温の地位を確保して、品質の安定した光ディスクが一層槽や、エラー測定器が設置されて、前述したデータか

広く普及することの礎になったと確信している。昨今

ら寿命推定を算出する業務を第三者機関として行っては、自社内の評価結果より、公平な第三者機関が評価いる。

した結果が認められて ADTC を利活用したいとの要望が多い。その背景には、政府機関や大学などのアーカイブ事業に「公平な第三者機関の評価を得た記録メ
ディアを使用する事」等の項目が入札条件として明記されたことが大きい。
参考文献
1）「コンパクトディスク

その 20 年の歩み」CDs21

ソリューションズ （2005）
2）「長期保存媒体としての光ディスクの品質評価と寿命推定」井橋孝夫、鈴木敏夫
図 8-7

ADTC センターラボ外観

東京都市大学 情

報メディアセンタージャーナル 第 12 号（2011.3）
3）「O plus E 第 365 号 アーカイブ光ストレージ特集」
アドコムメディア（株）（2010）4）ISO/IEC10995、ISO/IEC18927

図 8-8

94

ADTC が発行する認定マーク

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

9｜CD がもたらした文化革命
CD メディアや CD ファミリーが市場導入されて題の中心は CD であるため、記事中に二つのワードがいった実態や、様々な機能化による製品の登場を振り関連して登場しているからで、まさしく“CD はデジ

返りながら、いかに市場に定着していったかについて

タルの象徴”として取り扱われていたことを表していは、第 6 章の CD ビジネスの出現と規模に記述してきると考えられる。CD がデジタルの象徴的製品としてた。その意味で、CD メディアの普及の実態そのもの取り扱われる一方で、“アナログ”というそれまでのが、文化革命であったといっても過言ではない。ここ

技術を表現する用語の普及にもつながった。時計など

では、主に CD メディアによって引き起こされた文化もデジタル製品として登場してきたが、それは表記上

革命を、3 つに分類した。即ち、①デジタル文化、②の“数字表示”のみが取り上げられ、それ以上のデジインタラクティブ文化、③Ｒ（レコーダブル）文化とタル社会を創造していくような本質に繋がる展開は少三つの領域に整理して記述してみた。

なかったといえよう。
CD による音のデジタル化は、文字通り“デジタル

9.1 デジタル文化と CD-DA文化の洗礼、大衆化”のきっかけになったが、その音その影響力の大きさから、“デジタル文化の大衆化”

な変化があったと NHK の 5 年ごとに行う「NHK 国民

は CD-DA の功績が筆頭に挙げられるであろう。1980

生活調査」で報告されている。その中では「CD 等音

年代の“デジタル”という用語を具現化した製品の代

楽鑑賞時間の変化」という項目があり、20 代、30 代

表選手は“CD”であり、CD の普及に合わせて“デの音楽接触時間は、平日は 1990 年を頂点に減少傾向

ジタル”という用語が多用されている。図 9-1 は、日だが、土日は 1995 年までは増加傾向を示して、CD 登

本経済新聞社が発行する「日本経済新聞」、「日経金融場の影響が伺えると示唆されている。この要因として

新聞」、「日経産業新聞」、「日経流通新聞」の 4 紙には、とりわけ若者世代においては「CD から始まった

掲載された“CD”、“デジタル”、“マルチメディア”、

デジタル化の波が彼らの生活空間に影響を与え、その“IT”というワードが使用されている記事の数を表し

結果生活の変化を生み出した」と想像できるのである。

のデジタル化のおかげで、生活者の生活時間にも微妙たものである。このデータは、これらの言葉や概念が経済的や産業的にどのくらい話題になったかを示して前述したように、音の世界であった CD が機能的にいる。1980 年代初頭から、CD やデジタルのワードがそれぞれの CD ファミリーとして発展していき、1985

記事中に登場してきたのは理解できるが、1980 年代

年に CD-ROM が、1986 年に CD-I が、そして 1989 年半ばまで、CD とデジタルの記事量が同様な増加傾向には CD-R が登場する。そのために、1980 年代後半

（現象①）を示している。このことは、デジタルの話には CD に関する記事がさらに多くなり、具体的な「デジタル文化」の具現化としての CD メディアの各種製品が話題となった。この時期には既に“デジタル”というワードは完全に市民権を得ており、概念ワードとしても活用されて、人格表現まで「デジタル的な性格」とか「デジタル人間」というような造語までもが登場している。音以外のテキスト、画像、デー
タがデジタル化されるにつれ、“デジタル”という概念が一般的になったからで、記事中には、CD の記事の増加に比べてさほどの増加傾向（現象②）は見られない。図 9-2 に 1984 年から 2004 年までの 20 年にわたる音楽用メディア生産金額の推移の図を示したが、2000 年の約 5000 億をピークに CD-DA のディスクの生産金額（国内）は毎年約 4000 億を超える金額が前

図 9-1

日本経済新聞社 4 紙に掲載された 4 ワードに関する記件数（1980〜1993 年）

後の約 10 年続いている程のビジネス規模を示しており、デジタル文化が CD-DA ディスクを通して浸透しコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

95

ていった証左を示している。一方、CD プレーヤの国ることも多い。ネット社会は実体のない社会で、あら内生産台数の推移は、図 9-3 に示したが、同じく 2000

ゆる情報がクラウドの名のもとに後方に隠れて見えな

年の 1864 万台をピークにその前後の 5 年間は 1500 万い時代になってしまった。この様な状況の中で、実態

台もの CD プレーヤが生産されて、生産金額は 1998の見える CD で培った文化は何であったのか、感性を年の時点の 2760 億円に上る。約 2000 億円以上のビジ

研ぎ澄まし人間の五感に訴えようとした、デジタル技

ネス規模は約 10 年に亘って続く巨大な産業になり、術とは一体何であったのかなど、今一度振り返ってみ

デジタル文化の一端を担ったのである。

る必要があると考えている。

図 9-2

音楽用メディア生産金額の推移

図 9-4

図 9-3

96

CD プレーヤ国内生産台数の推移

日本経済新聞社 4 紙に掲載された 4 ワードに関する記件数（1994〜2003 年）

9.2 インタラクティブ文化と CD-ROM、CD-I
6 章で触れたが、CD-ROM、CD-I の登場は、マル

この様にデジタル化が進行すると、音以外の素材もチな情報＝マルチメディアを取り扱うことで、マルチ取り扱われ、様々な表現が可能になっていった。CD

メディアのインフラとしても、様々な機能を持ったファミリーの発展により、いわゆる“マルチメディア”

CD 製品を登場・普及させていった。これらは“マルという概念が登場してきたのである。その為、“マルチメディア CD”とも称されて情報家電の基礎となっチメディア”というワードも新聞記事中に 1990 年代た。マルチメディア CD は、マルチな情報を取り扱う

初頭から登場し始め、そのワードの出現により、“デ

一方で“インタラクティブ”という機能を装備し、新ジタル”というワードが再度記事中に頻繁に登場してたな操作性や楽しみを提供することでさらに浸透してくる（現象③ / 図 9-4）
。図 9-4 に 1994 年から 2003 年

いった。元々、その機能は CD-DA にあった“選曲機までの 10 年間の日本経済新聞社 4 紙に掲載された 4能”から発展して検索という機能へ受け継がれ、様々

ワード（CD、デジタル、マルチメディア、IT）に関なソフトや製品の機能として、あたかも機械と“対話する記事件数を示した。即ち、マルチメディアはデジ（インタラクティブ）”しているような双方向的な操作

タルを基盤とする新しい概念として、1990 年代の産性を提供していった。その機能を総称して“インタラ業の象徴として使用されて、その具現化に CD ファミ

クティブ・マルチメディア”という概念が登場した。

リーが大きな役割を果たしたのである。要は、デジタ

もちろん、コンピュータの世界では、検索機能は

ル化の波は音声情報から始まり、文字や画像にも浸透

標準機能としてそれ以前から存在していた。しかし、し、それ故、それらのデジタル化された情報を統合しパソコンは今ほど家庭に普及しておらず、インタラて取り扱う“マルチメディア”は必然的な流れだった

クティブな機能を体験することはあまり無く、一般のである。しかし時代は移り、最近では「CD を持っには、フォト CD、CD-G、CD-ROM、CD-I やビデオている」と話すと、「昭和臭い匂いがする」といわれCD などの“マルチメディア CD”から体験すること

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

になった。特に、家庭用のゲームにおいては，それま

クリエータを輩出するきっかけになった。6.4.2 でもでアーケードゲームとして、専門的な場所でしか楽し触れたが、この様な動向はその後のネットワーク社

むことが出来なかったものが、家庭内で可能になり、会での WEB やコンテンツ制作などに生かされること双方向の対応がアーケードゲームのように反応し、ソになり、ここでクリエータ達のネットワーク社会へのフトの作り方も工夫されていて楽しい体験を提供した

予行演習が行われていたのである。その意味で、マルので、瞬く間に一大産業として発展していった。又、チメディア CD などのパッケージメディアが、その機この時期は、検索機能を駆使した電子辞書、電子辞

能性において、今日の“ネットワーク社会の基礎つ

典などの電子出版、GPS の開放により進展していっくり”を行ったといっても過言ではない。徐々にでたカーナビゲーション、あるいは教育ソフトなどのはあるが、このような文化革命の進行に伴い、2000

CD-ROM や家庭用カラオケなどの、様々なインタラ

年以降、マルチメディアに変わり“IT（Information

クティブ・マルチメディア機能を生かした製品が次々Technology）”と呼ばれる概念が急速に市民権を得ると登場していった。これらのマルチメディア CD は、ようになったのである。これは図 9-4 の現象④に示し

大きな意味で、新たな文明社会や“インタラクティ

たが、まさに文化革命の一つの結果と考えている。

ブ文化”と呼ぶに相応しい新しい展開を見せたのである。その発展の一端を担った機器に、マルチメディ
ア PC と呼ばれた CD-ROM ドライブ内蔵型パソコン

9.3 R（レコーダブル）文化と史上最大のメディアがある。1990 年頃から、8 センチ CD シングルの発売

パソコンの記録メディアとしては FD（フロッピー

や CD-ROM タイトルの雑誌への付属化など、ソフト

ディスク）や MO（光磁気ディスク）が普及していの商品寿命が短いものが出てきて、大量生産、消費、たが、其の後継として CD-R が登場したのは 1989 年

廃棄等の現象が起こり、“文化の消耗品化”が進んで秋の事である。技術的詳細は 7 章の「記録型 CD のいったのである。デジタル文化＝お手軽文化になり、登場」で記述したが、かつて文化論を専門とする学

知的好奇心を満足した後、その役割が終わったら手軽

者から「今まで、人類が考案して普及したメディアに廃棄してしまうような日常性を育ててしまうことには、すべて“いかがわしさ”を持っていた。その意味なったのは、余りに大量のコンテンツが CD-ROM 等

で CD ファミリーの中に、“いかがわしさ”を持ったで配布された副作用であった。しかし、CD-ROM のメディア（CD-R）が誕生したことは、この上なく嬉ハードウェア市場は図 9-5 に示したように、1994 年頃しい」と挨拶されたことがあった。その上で、「CD-R

から急激に市場規模を拡大して、あらゆる PC に CD-のおかげで、山師的な人たちが活躍できるようになっ

ROM ドライブが付き、合計 1.8 兆円（PC 価格を含む）

たわけで、ようやく本物のメディアが出てきました

もの巨大な市場を形成したのである。

ね！」とおだてられて、念を押されたことがある。中島平太郎の備忘録に、CD-R の開発に成功して、日本レコード協会に説明に出かけたところ、「悪魔のメディア」と名指しで酷評されたと記述されている。それだけに著作権を守らなければならない方々にとっては、最も「いかがわしいメディア」と映ったであろう
ことは容易に想像できる。開発の一端を担ったソニー
でさえ、当時 CBS ソニー（株）というレコード会社
を傘下に持っていたため、ソフトを違法コピーされる可能性を懸念して、全面的な商品化は太陽誘電との合弁会社「スタート・ラボ（株）（Sony Taiyo yuden
Advanced Recording Laboratory）」に任せたように、

図 9-5

CD-ROM ハードウェア−市場の推移

一方、このインタラクティブな機能性は、その機能を生かして制作されるソフトにおいて、表現上大きな最初から“いかがわしさ”を漂わせていたのである。
冒頭の文化論学者の指摘「いかがわしいものほど、本当のメディアになる」の言葉どうり、CD-R は次の様な背景の元に急速に普及していった。

可能性を与え、様々な実験や挑戦が行われ、市場で評① CD ファミリーとの互換性が確保されたこと価される体制が出来たことで、新しいタイプのソフト② Windows や Macintosh、UNIX などの環境下でコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査97データのやりとりが可能になった事の報告もある。一方、2003 年の世界生産量の地域別構③ 1997 年頃から実現した“低価格化”

成比は、アジア約 89％（日本 8％、台湾 52％、インド④ 48 倍速までメディア及びドライブが果たした

11％、その他 18％）、ヨーロッパ 9％、アメリカ 2％で“高速化”

あり、圧倒的にアジア、特に台湾が多い。台湾は国家⑤ CD-R 対応ドライブの普及による“インフラ整備”戦略として、この光ディスク生産に乗り出して生産設

それまでは FD などの代用品的な用途が主であった備を拡充して、中古の日本製を多数購入し、独自の生が、IT 社会を迎えると、各種のアプリケーションの産体制を作り上げた。その結果、装置産業の宿命とし普及やデジタルカメラの普及、個人で楽しむ音楽用て、2006 年をピークに生産コストは劇的に下がり、日途、PC データの保存や配布用途など、また、公的機

本メーカーは価格競争に耐えられず、2015 年の太陽

関での電子ファイル指定など、その使用用途の拡大が誘電の生産停止を最後に、日本製 CD-R の生産は終了図られた。発売から約 10 年後の 2000 年には世界総生

して産業そのものが消滅してしまったのである。しか産量が 100 億枚を突破し、記録メディアやデリバリー

し、高品質の日本製 CD-R は根強い需要があり、コスメディアとしては、アナログ媒体である“紙”に次ぐトより高品質の要望のあるビジネス分野（データアー

地位を確保したのである。一重に、追記型記録メディ

カイブ用途等）での活用が期待されている。

アとして強固な「互換性と標準化」を果たした結果

図 9-7 に CD-R システムのもたらした功罪（1）とである。図 9-6 に主な記録メディアの世界年間市場規し て、 い か に 多 く の CD-R/RW の 再 生 環 境 が 構 築

模（調査会社ふじわらロスチャイルドを参考）を 1993されたかについて示した。2001 年の全世界予測で、年から 2003 年までの 10 年の推移を示したが、いかに

CD-R/RW ドライブは約 5000 万台がマルチメディア

急速に普及していったかの状況を端的に示している。

PC に内蔵又は接続されており、その再生環境は CD

1998 年頃から CD-R の市場規模は急激に増加して、人

プ レ ー ヤ 約 10 億 台、CD-ROM ド ラ イ ブ 約 10 億 台、類史上初めて 100 億枚の大台を突破したのである。こその他ゲーム機やＤＶＤプレーヤなど約 3 億台の合計の統計は、ある程度の誤差があり、調査会社からの約 20 億台以上ものシステムが再生可能な状況にあっ報告では、90 億枚から 110 億枚に分散していたが、た。 こ の 膨 大 な 数 量 の シ ス テ ム 類 が 2003 年 の 100

CDs21 ソリューションズが補正して国内外に発表した億枚突破の基盤になったのである。また、図 9-8 に数量である。又、これは生産者が判別している表に出

CD-R システムの功罪（2）として、不正コピーと海ている数量で、実際はこの 30％増近くが、裏の分野の

賊盤横行の実態について示した。資料は IFPI パイラ

アジアの軒先メーカーで作られた低品質の CD-R を含

シーレポートを基にしているが、全世界で、CD パッ

めた推定値になり、最盛期には約 140 億枚を超えたとケージの販売は約 28 億枚に対して、一般ユーザーの不正 CD-R コピーは、実に約 38 億枚もあると報告されている。これが懸念された「いかがわしさ」の実態であり、CD-R システムがもたらした功罪で、本物のメディアになった正体でもあったのである。

図 9-7

CD-R システムの効果

1

CD-R 需 要 の 第 一 段 階 は、 こ の CD-R は 単 な る 記
図 9-6

98

記録メディアの世界市場規模の推移

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録メディアとしての機能ではなく、マルチメディア

図 9-8CD-R システムの効果

2

CD のソフト制作の現場に大きな足跡を残した。7.1.2

及過程の中で、人々がデジタルに親しみ、インタラク

で も 触 れ た 内 容 だ が、1990 年 代 の 初 頭、 マ ル チ メ

ティブを体験し、デジタルアーカイブしながら情報

ディア CD ソフト制作において、試作段階での検証、を自由に取り扱っていく基礎学習は、その後の IT・

チェックの工程にかかる膨大な時間とコストを CD-R

ネットワーク社会への移行をスムーズに行うことの文が大幅に削減した。CD-R は CD ファミリーとの互換化的要因になったとも考えられるのである。

性があるため、ソフトを試作してすぐに検証、チェッ
クでき，完成したディスクを予測できる体制を実現し参考文献たことが、マルチメディア CD の製作に“革命的な便

1）「音楽メディアの生産金額の推移」（社）日本レコー利さ”を提供したのである。CD-R なくして、その後一世を風靡する CD-ROM ゲームは生まれなかったとド協会
2）「CD プレーヤの生産推移」機械統計年報 （財）

いわれるほど、大量の CD-R がゲームソフト制作に使

経済産業調査会

われた。事実、初期の CD-R のビジネスはゲームソフ

3）「コンパクトディスク

ト制作で立ち上がったと言い伝えられている。その普その 20 年の歩み」CDs21

ソリューションズ （2005）

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査99

10｜おわりに早いもので、CD がこの世に誕生したのが 1982 年

ゾ（High Resolution）音楽”として、ネットからのの秋であるから、今年で 35 年の歳月が流れた。20 年

ダウンロードが主体の「コンピュータオーディオ」との長きに亘って改良が加えられて、CD ファミリーをいうジャンルに限定されている。そして、現在の音楽増やし続けて成長し、巨大なビジネスを作り上げた稀は、「スマホ」で大量の音楽データの中から好きな曲

有なシステムである。今までの技術史に照らすと、民をダウンロードして、「それなりの音質」で楽しむこ

生用のメディアの寿命は一世代（約 25 年）程度であとが主になっているのである。

る。その意味で、CD は 2000 年の初め頃、新しい次世代のメディアに交替される運命にあった。しかし、音楽を配布するパッケージメディアで次世代音楽メ
ディアは、現時点では登場していない。一方、オーディオの世界では、現在のネットワークや IT 時代にもかかわらず、未だにビジネスの中心に CD-DA があり、音楽アーティストのアルバムは CD-DA で発売されることが多い。一体、なぜこのような長寿命のメ
ディアになっているのかは、明確な答えは今のところない。音楽コンテンツは、パッケージで配布する方式が最適であったのか、又は、35 年も前の技術で決められた音質やシステムが、今でも十分に評価されているのかは、全く不明である。しかし、この 35 年の間には技術の進化により、もっと高音質の光ディスクが欲しいとの要望に応えて SACD（スーパーオーディオ CD）なるシステムが提案されたのが 1999 年であった。DSD（ダイレクト・ストリーム・デジタル）コー

図 10-1

記録密度の技術比較

ディング技術を用い、デジタルノイズを小さくした究

100

極の A/D 変換技術で、大幅な高音質オーディオの提一方、CD-DA の世界では、良い音を求める意見も多案であったが、上位互換のために再生環境の少なさがくあり、「音が硬い」とか、「低音が出ない」とかの意見原因したのか、大きな普及には至らなかった。

があったことは事実である。現在では、CD ではなく往35 年の時間軸は、技術的に高密度記録を大きく進年の LP レコードを楽しむファンも出てきて、アナログ

展 さ せ た。 こ の 間 に 記 録 容 量 は 1996 年 の DVD で回帰現象が見られるようになってきた。しかし「良い音約 6 倍の片面約 5GB まで拡大されて、2003 年に提案とは何か」を定量的に表現することは極めて難しく、先された BD（Blu-ray Disc）では、更に 5 倍の片面約人がこの命題の解決のために様々な形で挑戦している

25GB まで拡大された。更に、多層化が規格化されて、が、人間の深層心理までをも数値化した例は存在せず、DVD で約 10GB 弱、BD で約 50GB もの記録容量を持「永遠のテーマ」である。CD-DA で遣り残した課題があつことが可能になった。その上、更なる多層化技術がるとすれば、第一に、「人間の状態の研究」を加速すべ進化して、3 層、4 層までをも可能にして片面 100GBきと考えている。即ち、「良い音」とは何かの唯一の判以上の記録容量も可能になってきた。図 10-1 にその断基準は、視聴者の感じ方で、一体、視聴者はどのよう技術比較図を示した。これほどの容量は高画質映画に「良い音を良い音」として捉えているかのメカニズム

コンテンツの配布メディアに最適で、音楽コンテンが判別しないと、不毛な議論を続けることになる。残念

ツは、高音質の 192kHz サンプリングで 24 ビット標ながら、人間の感性（感じ方）を計測するシステムは存

本化のデータも十分に格納できる高音質の DVD オー

在していない。昔から、実験的に脳波を測定したり、脈ディオや BD オーディオの規格は制定されているもの

波を測定したりして、その「ゆらぎ」成分を検出して、の、音楽を配布する専用メディアとしては普及していスペクトル成分が 1/f の傾斜に乗っていることが、精神ない。この様な高音質オーディオの分野は、“ハイレ状態が安定して、快適を感じている状態である等の試み

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

は行われているが確証はない。又、この状態を、交感神第 3 に、拡張するブロードバンドネットワーク環境

経と副交感神経の動きに結び付け精神状態の測定に使用の中で、光ディスクのポジションはどのように変化しするなどの試みも報告されているが、確たる結果は出てていくのかを見極めたい。現在すでに、光ディスクはいない。一方、この技術は、ワインや酒のうまみ成分をPC 等のコンピュータの記録デバイスとしては主役の増加させるための隠れた醸造技術に使われたりしている座を降りて、半導体メモリーにその席を明け渡していが、人間の状態の把握に、どこまで応用できるかは明確る。昨今は、2006 年頃まで一世を風靡した CD-ROM

ではない。昨今の新提案として、耳から脈波（脳波）等での情報のやりとりが激減し、PC に標準装備されてを検出する新技術が開発されている。人間の体内にセンいた CD-R/RW ドライブや CD-ROM ドライブは、外サーを装着できる唯一のポイントは耳の中で、脳に近い付けデバイスの一部としての位置付けになっている。

こともあり、今まで分からなかった色々な情報が検出で電子出版に関連する分野は、前述したように、光ディきる可能性があり、実験的には安定した信号を得ていスクはマルチメディアの高速出版物であるとの理由

る。限定したヘッドフォンで音楽を聴きながら、脈波で、今でも書籍や雑誌の付録情報提供媒体としての地（脳波）等がセンシング出来れば、医療分野のみならず、位は守っているが、今後の情報はブロードバンドネッ

人間の状態の研究開発が飛躍的に発展すると期待され、トワークでやり取りされて、そのデータはクラウドシ技術の完成が待たれる。

ステムの中に取り込まれ、媒体としては全く見えない状態に置かれるのである。この様な状況の中で、音楽

第 2 に「 聞 こ え な い 音 」 へ の 配 慮 を 考 え た い。CD

コンテンツでも、映画コンテンツでも、電子出版分野

では、人間の聴感上の上限を医学的な一般例を基に約でも、1〜100GB 程度の記録容量の光ディスクは、ど20kHz として、サンプリング周波数を決めた。しかし、の様な役割を果たしていき、そのポジションは、これ

人間の聴覚は人によっては 30k～100kHz の超音波が聞からも存在するのかは議論のあるところである。しかこえる方も存在している現実がある。又、下限は 10Hz

し、CD 等のパッケージメディアは実態のあるメディ程度以下は、超低周波振動で、動物にしか聞こえないこ

アである。音楽には感性が埋め込まれており、アルバとが前提で CD システムが構成されている。しかし、昨ムのライナーノーツには、制作者の作品に対する意図

今の研究で、この「聞こえない音」をどのように取り扱と想いが込められ、同時に“匂い”さえ感じられる商

うかが大きなテーマとなってきた。聞こえない音にこそ品である。その意味で、音楽アーティストが今でもア重要な情報が隠されているのとの仮説があり、高音質分

ルバムは CD でパブリッシュするように、感性を商品

野の鍵になる技術解明ができる可能性があると期待されにする分野は、実態のある光ディスクが、当分の間主ているのである。図 10-2 に「人に関わる音・振動の分役の座を占める可能性はある。一例として、ヨーロッ布」を示した。音圧にもよるが、10Hz 以下の超低周波

パ等では、第一世代の CD-ROM ゲームソフトの人気や 30kHz 近い超音波にも人間の可聴帯域があることが分が 高 い。 そ の 為 に、CD-DA の 生 産 工 場 が CD-ROMる。その上、楽曲には 100kHz 以上に振動帯域が存在し、ゲームソフト一辺倒になって操業をしている事例があ

超低周波分野は生体音（心拍、呼吸音等）と重なり騒音る。なぜゲーム愛好家が、CD-ROM ゲームを未だにとして認識される可能性がある。この様な状態の中で、楽しんでいるのかの明確な答えは聞こえてこない。類「聞こえない音」をどのように数値化して、体系した技術

推するに、実体のないネットゲームより、より実態に展開できるかは今後の研究、開発の成果を期待したい。

（製作者の感性の感じられる）のあるゲームを手元に置いて楽しんでいるのではないかとも予測できる。一方、米国等では、DVD 映画コンテンツが、安売りの目玉商品になり、十把一絡げで投げ売りされているような“感性のかけら”も感じられない分野は、ネット
フリックス等に代表される映像配信サービスが主流になっている傾向にある。いずれにしても、今後、CDの様な賞味期限が切れた光ディスクシステムが、どのような利用価値を維持していくかについては注視していきたいと考えている。図 10-3 に光ディスクとネッ

図 10-2 “ひと”にかかわる音・振動の分布

トワークの関係の概念図を示した。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

101

Disc Digital Audio］に制定されたことを顕彰したものである。図 10-4 にフィリップスに贈られたマイルストーン賞の写真を示した。国内規格としては、
JIS8605「コンパクトディスク

デジタルオーディ

オシステム」として制定されている他、CD に関しての業界規格は RIAJ（日本レコード協会）規格として、RIS204「オーディオ CD の表示事項及び表示方
法」、RIS203「コンパクトディスク用付属品」等があり、寿命推定規格 ISO/IEC10995 や ISO/IEC18926 も
図 10-3

ネットワークと光ディスク

JIS 化されている。

最後に、ネットワーク時代の切り札のデータセンタに、光ディスクを利用しようとしている動向を注視している。いわゆるコールドデータという、使用頻度は極めて少ないが膨大なデータを、データセンタ運用者
がハードディスクシステムで常時保存しておく経済的損失に目覚めたことに端を発している。約 100GB 以
上の光ディスク（BDR 等）を 10 枚にまとめ、数テラ
バイトのカートリッジとして扱うシステムで、必要な時に、必要なデータを瞬時に取り出せるロボシステムの構築を模索し始めたのである。最大の比較ポイント

図 10-4 フィリップスに贈られた IEEE マイルストーン賞

は、ハードディスクの消費電力やメンテナンスコスト
等を含めた単位ビットコストとの比較である。普段はCD の技術系統化調査報告という命題には、多くの利用頻度の少ないデータだけに、一度記録したデータ

記述漏れがあると思われる。系統化調査の観点からの寿命も重要なパラメータで、前述した ISO 寿命試は、多くの CD 関連企業の状況を調査、記述しなけれ

験をパスした光ディスクを使用するような要望が出てばならないが、約 30 年も前の技術や携わった各社のいる。光ディスクの業務用分野に分類できるが、産業組織や技術者および資料は、厳しかった電機業界再編

規模は非常に大きいと期待されている。報告によるの中で霧散して何一つ発見できなかった。唯一、ソと、データセンタで蓄積されている全てのデータの約

ニー/ フィリップスにかろうじて痕跡が残っていて、80％は、コールドデータともいわれており、爆発的にその資料を参考にしたため、報告の内容がやや偏った増加する膨大なデータの貯蔵、蓄積に対する光ディス技術系統になってしまった点はご容赦願いたい。そのクの新たな挑戦であり、成果を期待したい。

他に参考にした資料は、既に役割を終えて活動を休止
している CDs21 ソリューションズ（代表幹事

CD は、20 世紀の最後の 20 年を駆け抜けた“風雲が、CD 誕生 20 周年を記念してまとめた「コンパク児”であった。ファミリーを増やし、巨大な産業（ビトディスクその 20 年の歩み」である。その内容や年ジネス）を構築して、駆け抜けた後に、新しいネッ

表等は非常に緻密で正確に記述されており、当時のトワークや IT 社会を「置き土産」にしていったので

編集関係者に心から感謝するものである。又、CDs21

ある。しかし、現在でも、音楽の世界では「CD の前

ソリューションズ発足前に筆者が代表を務めていたオに CD なく、CD の後に CD 無し」で、CD に代わるレンジフォーラムが発行した「CD-R/RW OFFICIAL

新しいメディアは登場していない。今なお、日本でGUIDE BOOK」は、第 7 章（記録型 CD の登場）のCD-DA（CD-ROM）等を生産している企業は、Sony

記述の参考にさせて頂いた。非常に綿密な的を得た記

DADC Japan、 メ モ リ ー テ ッ ク、JVC/KENWOOD

述内容に、改めて編集関係者に敬意を表したい。

の大手 3 社で、引き続き生産に意欲を燃やしている。

一筋の光に魅せられて、約 30 年近い歳月を CD 関

一方、CD の技術に対する顕彰として、IEEE のマ

連業務の中で過ごさせて頂いた事に、改めて感謝しイルストーン賞が 2009 年にフィリップスに贈られた。これは、CD が国際規格の ISO/IEC908［Compact

102

井橋）

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchて、「CD の技術系統化調査」の報告とする。

参考文献

多くを引用させて頂いた CDs21 ソリューションズ

1）「図解コンパクトディスク読本」中島平太郎、小川博司共著

オーム社（1996）

がまとめた「コンパクトディスクその 20 年の歩み」
は、大変参考になった。非売品であり筆者もかかわったので、この調査報告書でその意思を少しでも残した

謝辞

いと工夫してみたもので、協力してくれた多くの企業

この調査報告書執筆も終盤に差し掛かった、2017や編集に携わった多くの関係者及び中心的に活動して年 12 月 9 日、日本のオーディオ界に大きな功績を残くれた西沢利治氏、谷口攻氏等の出版事業編集委員会

して、元日本オーディオ協会会長であった中島平太郎のメンバーに、心から感謝の意を表する。

氏が逝去した。

最後に、筆者の親友である（元）フィリップス社

筆者のソニー時代の長年に亘る師であり、この調査の Dr. Heemskerk は、CD 開 発 当 初 か ら チ ー フ エ

報告書の完成を待ち望んでいてくれたであろう最も尊

ンジニアとして技術的な分野のリーダーであった。

敬していた指導者であり、多くの薫陶を受けた大先輩「Japanese English」をよく理解してくれて、CD-DAであった。中島平太郎氏の残されたオーディオ分野、

から CD-R まであらゆる規格の作成にかかわった類ま取り分けデジタルオーディオ（CD）の発展に対してれな技術者であった。この系統化技術をまとめるにあの功績は言葉に尽くせない程大きく、心からご冥福をたって、フィリップス社内に残っている資料を調べて祈り、哀悼の意を表するものである。同時に、この提供して頂いた事に、心から御礼を申し上げる次第で調査報告書の色々な場面で出てくる中島備忘録や著書ある。

が、大変参考になり引用させて頂き報告書が完成した
ことに、厚く御礼を申し上げる次第である。完成の暁には真っ先に墓前に報告し、捧げるつもりでいる。
第 2 章の、ソニー/ フィリップス会談の詳細な備忘録を残して頂いた元ソニーＲ＆Ｄ部長の水島昌洋氏に感謝の意を表するものである。これだけ詳細な記録
は、当時の状況を再現できるほど貴重なもので、後世に伝えたいと考えて大いに参考にさせて頂いた。第 4章の資料の提供及び説明は、Sony DADC Japan の石原社長、安田洋一氏及び岡村康博氏に多大の協力を頂いた。無理を言って最新設備の写真を提供して頂いた
事に厚く御礼を申し上げる。
第 6 章の CD 関連ビジネスの出現については、主に

中島 平太郎 博士

ソニーのビジネス展開について記述せざるを得なかったために、ソニーV&S 事本部松本義典部門長、関根和浩氏、蓮利弥氏及びＯＢの福山豊氏に、資料の提供のほかに多大のアドバイスを頂き厚く御礼を申し上げる。
第 7 章の記述には、太陽誘電の知財部門の新井亨氏に多くの資料を提供して頂いた。電子部品メーカが記録メディアの生産に挑戦する 50 年史や技術資料の提供は大変役に立ち、感謝の意を表する。第 8 章の寿命
推定規格作成当初から熱心な指導を賜り、ISO 規格の制定に多大の貢献をして頂いた大阪産業大学の入江満教授には、ADTC の運営にまで携わって頂いており、Dr. J. Heemskerk と筆者

重ねて御礼を申し上げる。

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

103

ＣＤ関連年表
1877（明治 10 年） 12 月 エジソン（USA），フォノグラム（錫箔円筒式蓄音機）発明
1937（昭和 12 年） リーブス（英国）パルス符号変調方式（ＰＣＭ）の原理発明
1951（昭和 26 年） ＬＰレコード発売（日本）
1952（昭和 27 年） 10 月 日本オーディオ学会創設
1953 年に日本オーディオ協会（JAS）に改称
1953（昭和 28 年） 2 月 NHK テレビ放送開始
1956（昭和 31 年） シャネル（ドイツ）ポリカーボネート発明
1958（昭和 33 年） タウンズ，ショウロウ（USA） 光メーザー（レーザー）の論文発表
1960（昭和 35 年） ７月 メイマン（USA） 個体（ルビー）レーザー発振に成功
1961（昭和 36 年） ポリカーボネ―トの工業化開始
日本電気 日本初のルビーレーザー発振に成功
1962（昭和 37 年） 半導体レーザーの作動に成功（USA）
1963（昭和 38 年） ＳＰレコードの生産終了
1964（昭和 39 年） フィリップス（オランダ） コンパクトカセットテープ開発
1969（昭和 44 年） ＮＨＫ放送技術研究所 世界初の業務用デジタルオーディオテープレコーダ公開
1970（昭和 45 年） テルデック（ドイツ）他 ＴＥＤ方式ビデオディスク発表
1972（昭和 47 年） 3 月 日本コロンビア ＰＣＭデジタル録音機開発
9 月 フィリップス光学式ビデオディスク（VLP 方式）発表
1974（昭和 49 年） ヨーロッパで初めての PCM デジタル録音
フィリップス / ＭＣＡ光学式ビデオディスクの規格統一発表
1975（昭和 50 年） ＰＣＭデジタル録音、米国で初の商業化デジタル録音開始
ソニー ベータマックス発売
1976（昭和 51 年） ソニー、PCM プロセッサーの試作機公開
シングル盤レコード（EP） 一億枚突破
日本ビクター ＶＨＳ発売
1977（昭和 52 年） ソニーＰＣＭプロセッサーPCM-1 を発売
10 月 ソニー、日立 / 日本コロンビア、三菱電機 / テイアック / 東京電化 3 グループ、
光学式 DAD 試作機を全日本オーディオフェアで展示
フィリップス 光学式 DAD（ALP 方式）開発
1978（昭和 53 年） 3 月 ソニー、ＰＣＭプロセッサ PCM-1600 発売
4 月 ＤＡＤ懇談会発足（15 社）
9 月 日本ビクター静電式ビデオディスクＶＨＤ方式、及び静電式 DAD（AHD 方式）
発表
1979（昭和 54 年） 3 月 フィリップス 光学式 DAD（外径 115mm のコンセプトモデル）デモンストレー
ション
5 月 民生用ＰＣＭプロセッサーの標準化成立
8 月 ソニー/ フィリップスＣＤの仕様策定に向けて交渉開始
10 月 ソニー 13 時間 20 分の再生可能な 30cmDAD 発表
1980（昭和 55 年） 5 月 ソニー/ フィリップス CD 方式の仕様に基本合意
6 月 パイオニア USA で家庭用 LD プレーヤ VP-1000 発売
6 月 DAD 懇談会に CD，AHD，MD の 3 方式提案
1981（昭和 56 年） 1 月 レッドブック（CD-DA）規格提案
4 月 DAD 懇談会、3 方式の評価終了（51 社参加）
4 月 ソニー/ フィリップス、ザルツブルグにてＣＤのデモンストレーション開催
6 月 ソニー/ フィリップス ニューヨークにてＣＤ正式発表
10 月 全日本オーディオフェアで CD 方式、AHD 方式試作機展示
10 月 パイオニア家庭用 LD プレーヤ日本で発売
1982（昭和 57 年） 8 月 レッドブック（CD-DA）発表
9 月 レッドブック公開
10 月 ソニー据置き型 CD プレーヤ CDP-101 発売、続いて各社より CD プレーヤ発売
10 月 CD 方式を IEC に標準化提案
1983（昭和 58 年） 5 月 レッドブック、サブコードチャンネル R～W 規格化
10 月 イエローブック（CD-ROM 規格）提案
車載用 CD プレーヤ、高級車に搭載開始
1984（昭和 59 年） 4 月 CD-G 規格提案
9 月 パイオニア LD/CD コンパチブルプレーヤ発表
11 月 ソニー、低価格ポータブル CD プレーヤ D-50 発売（CD プレーヤ本格的普及の先駆けとなる）
第一興商、日光堂、業務用 CD カラオケ発売

104

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. March

1985（昭和 60 年） 1 月 フィリップス / ソニー/ マイクロウェアーシステムズ、CD-I の規格化に合意
5 月 DEC、初の CD-ROM ドライブ製造
ソニー/ フィリプス、イエローブック（CD-ROM 規格）発表
ビクター音楽産業、業務用 CD-G カラオケ発売
1986（昭和 61 年） 5 月 ハイシェラグループ、ハイシェラフォーマット提案
5 月 フィリップス / ソニー、グリーンブック（CD-I 規格）暫定版発表
6 月 ソニー/ フィリップス、第一回レコーダブル CD 標準化会議開催
マイクロソフト 第一回 CD-ROM 国際会議開催（USA）
ISO 国際レコーディングコード（ISRC）制定
1987（昭和 62 年） ソニー/ フィリップス CD-V 規格、レッドブックに追加
ソニー/ フィリップス CD- シングル仕様、レッドブックに追加
2 月 ソニー/ フィリップス CD-WO 仕様確定
3 月 GE（USA）、第 2 回 CD-ROM 国際会議で DVI 技術発表
6 月 グリーンブック（CD-I 規格）提案
10 月 CD-V プレーヤ発売開始
11 月 ソニー/ フィリップス CD-WO 規格の基本合意を発表
1988（昭和 63 年） 2 月 ソニー/ フィリップス ブルーブック（CD-WO 規格）提案
2 月 CD シングルのタイトル発売
4 月 ISO ISO9660 標準化
8 月 ソニー/ フィリップス / マイクロソフト、CD-ROMXA 開発に合意
8 月 ソニー/ 太陽誘電 レコーダブル CD の標準化に合意し、フィリップスに提案
9 月 太陽誘電 レコーダブル CD 発表
9 月 ソニー/ フィリップス 8cmCD-ROM 及びカートリッジ提案
10 月 グリーンブック仕様確定、CD-I プレーヤの試作品公開
1989（昭和 64 年 / 3 月 ソニー/ フィリップス / マイクロソフト CD-ROMXA 規格提案
平成元年）
4 月 ソニー/ フィリップス オレンジブックの暫定仕様書を配布
6 月 ソニー/ 太陽誘電合弁会社「スタート・ラボ」設立、CD-R 制作サービス開始
10 月 ソニー/ フィリップス グリーンブック第１版発表
12 月 DVI 普及推進団体、DAVIS 設立
1990（平成 2 年） 1 月 CD-MIDI 規格、レッドブックに追加
6 月 第１回 CD-I 国際会議開催（ロンドン）
7 月 オレンジブック Part1（CD-MO 規格）及び Part2（CD-WO 規格）公開
7 月 ソニー データディスクマン発売
9 月 フィリップス / コダック フォト CD システム発表
9 月 CD シングル規格、CD-V シングル規格、レッドブックに追加
11 月 日本規格協会 JIS X0606-1990 制定
マイクロソフト MPC 基本仕様策定
トヨタ、日産、日本電装、住友電工、カーナビシステム（ナビ研フォーマット）公開
ソ ニ ー / フ ィ リ ッ プ ス / マ イ ク ロ ソ フ ト 第 １ 回「The Multimedia Conference on
Interactive CD」開催
1991（平成 3 年） 3 月 CD-ROMXA 規格、イエローブックに追加
3 月 CD-I コンソーシアム ジャパン設立
10 月 アメリカで家庭用 CD-I プレーヤ / ソフトタイトル発売
10 月 第１回「International CD-I Publishing & Developers Conference & Exposition」
開催
11 月 CD-MIDI の運用基準制定（EIAJ）
12 月 日光堂 業務用 CD-I カラオケシステム発売
12 月 アメリカレコード会社、新譜 CD のレンタル禁止を通告
ハードメーカ各社 CD-R ドライブとメディアの互換性実現に向けて協力
1992（平成 4 年） 4 月 日本フィリップス 民生用 CD-I プレーヤ CDI205 と、ソフトタイトル発売
7 月 オレンジブック Part2 （CD-R 規格）公開
9 月 日本コダック 国内でフォト CD サービス開始
10 月 パイオニア世界初の 4 倍速 CD-ROM チェンジャー発売
10 月 第一興商、日本ビクターなど業務用 CD 動画カラオケ発売
アメリカの光ディスク推進業界団体 OSTA 設立
ソニー 業務用ポータブル CD-I プレーヤ「インテリジェント・ディスクマン」発売
1993（平成 5 年） 3 月 ホワイトブック Ver1.0（カラオケ CD 規格）発表
8 月 ホワイトブック Ver1.1（ビデオ CD 規格）発表
10 月 ホワイトブック Ver1.1（ビデオ CD 規格）規格書配布
ISO MPEG-1 規格（ISO11172）公開
1994（平成 6 年） 1 月 オレンジブック Part2 Ver2.0（倍速モード規格）標準化
6 月 ホワイトブック Ver2.0（PBC 機能付きビデオ CD 規格）発表
11 月 CD-R ドライブ / メディアメーカ 13 社 互換性確保の技術・規格検討のため、「オ
レンジ研究会」発足
12 月 ソニー・コンピュータエンターテイメント プレイステーション発売

コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

105

1995（平成 7 年） 1 月 東芝、松下電器、パイオニアなど 7 社次世代光ディスク「SD 方式」発表
1 月 定期刊行雑誌の付録に CD-ROM 認可
5 月 オレンジ研究会 互換性確保のため「Disc Identification Method」規格化
8 月 ソニー/ フィリップス /HP/ 三菱化学 / リコー CD-E（CD-RW）発表
12 月 松下 / 東芝、ソニー/ フィリップスなど 9 社 次世代光ディスク DVD 規格統一合意。同時に、規格推進団体「DVD フォーラム」を設立
1996（平成 8 年） 3 月 オレンジ研究会を改称、メーカ 24 社でオレンジフォーラム設立
6 月 Open MPEG ウィンドゥズフォーラム ビデオ CD-ROM 規格提案
9 月 CD テキスト規格、レッドブックに追加
10 月 オレンジブック Part3（CD-RW 規格）公開
11 月 松下電器、東芝から DVD プレーヤ発売
1997（平成 9 年） 4 月 ライセンサー4 社と日立「Video CD Internet Guidelines Version 1.0 1997」公開
4 月 松下電器、ソニーなど 10 社 DVD-RAM の統一規格発表
10 月 パイオニア 世界初の DVD-R ドライブ発売
12 月 CCC DVD ハードウェア / ソフトウェアのレンタル開始
1998（平成 10 年） 8 月 オレンジブック Part3 Ver2.0（CD-RW4 倍速モード規格）公開
12 月 ソニー/ フィリップス、松下電器、日本ビクター、スーパーVCD 規格 Ver0.9 発
表12 月 オレンジブック Part2 Ver3.1（CD-R4 倍速モード規格）公開
1999（平成 11 年） 2 月 DVD フォーラム DVD オーディオフォーマット確立
3 月 ソニー/ フィリップス スカーレットブック（Super Audio CD 規格）発表
5 月 ソニー SA-CD プレーヤ発売
10 月 パイオニア DVD オーディオプレーヤ発売
11 月 IEC スーパーVCD を国際規格として承認（IEC/SVCD 規格）
2000（平成 12 年） 5 月 オレンジブック Part3 Vol2 Ver1.0（CD-RW ハイスピードモード規格）公開
6 月 松下電器 世界初の DVD-RAM ビデオレコーダ発売
7 月 ソニー/ フィリップス パープルブック（Double Density CD 規格）発表
2001（平成 13 年） 3 月 CDs21 ソリューションズ（オレンジフォーラムと MMCD を統合）設立
5 月 オレンジブック Part2 Vol2 Ver1.0（CD-R ハイスピードモード規格）公開
DVD ビデオ、ビデオカセットの売り上げを上回る
2002（平成 14 年） 2 月 Blu-ray Disc の標準化推進団体 BDF（Blu-ray Disc Founders）設立（ソニー/ フィリップス、松下電器、日立、パイオニア、サムソン、ＬＧ電子、トムソン参加）
3 月 コピーコントロール CD（CCCD）タイトル発売
9 月 オレンジブック Part3 Vol3 Ver1.0（CD-RW ウルトラスピードモード規格）公開
2003（平成 15 年） 4 月 ソニー Blu-ray 規格のビデオレコーダー（BDZ-S77）発売
4 月 CDs21 ソリューションズ オプティカルカード（カード型 CD-R）推奨規格公表
2004（平成 16 年） 5 月 CDs21 ソリューションズ 2003 年度 CD-R ディスクの全世界生産量が 100 億枚突
破と発表

106

国立科学博物館技術の系統化調査報告

Vol.25 2018. Marchコンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査

107

製作年

1982年

1984年

1999年

名称

CDプレーヤCDP-101

CDコンパクトプレーヤー
D-50

スーパーオーディオCD
プレーヤー
SCD-1

番号

1

2

3

ソニー株式会社

ソニー株式会社

ソニー株式会社

製作者

量産品

量産品

量産品

資料種類

展示

展示

展示

資料現状

東京都品川区北品川
ソニー歴史資料館

東京都品川区北品川
ソニー歴史資料館

東京都品川区北品川
ソニー歴史資料館

所在

コンパクトディスク(CD) 産業技術史資料 所在確認

CDの次を担うべく高音質を追求して開発されたSACD（スーパーオーディオCD）プレーヤーの第1号機。SACD自体は広く普及しなかったものの、要素技術であるDSD（ダイレクトス
トリームデジタル）方式コーデックは、音質面で高い評価を得てハイレゾオーディオへの技術進化の先駆けとなった。

CDの普及を一気に加速するきっかけとなったポータブル型
CDプレーヤー。驚異的な小型化を実現し、思い切った価格での販売が奏功し、マーケットの大幅な拡大を牽引してCDを音楽メディアの主流に押し上げた。

業界の先陣を切って発売されたソニー初のCDプレーヤー。
CBS・ソニーからの世界初のCDソフト50タイトルと共に発売された。スライドローディングなどCDプレーヤーの基本形を確立し、その後のCDの歴史はこの機種から始まったと言える記念碑的機種。

選定理由コンパクトディスク（CD）の開発、実用化技術系統化調査 正誤表
技術の系統化調査報告 第25集
2018年3月（誤）全文PDF版
2018年8月
（正）

ページ

段落

行

4

右

図1-1

清算金悪

生産金額

4

右

図1-2

オーストラリア

オーストリア11

右7

ディスク暑さ

ディスク厚さ

12

左

8

基ずき

基づき

12

右

下から1

大分部

大部分

33

右

26

確立

確率

38

左

下から8

蒼々たる

錚々たる

52

左

下から2

紆余屈折

紆余曲折

59

右

下から8

フォートン

フォートロン

60

左

3

適才適所

適材適所

64

左

6

内臓

内蔵

66

右

23

内臓RAM

内蔵RAM

67

右

2

CD-ROM内臓

CD-ROM内蔵

67

右

下から8

内臓ROM

内蔵ROM

68

左

下から4

和同開珍

和同開珎

68

右

7

和同開珍

和同開珎

75

左

下から14 アルバムズ

アルバム

78

左

下から13 デバック

デバッグ

83

左

5

84

左

84

蒼々たる

錚々たる

下から5

内臓

内蔵

左

下から4

バーションアップバージョンアップ84

右1

バーションアップバージョンアップ

85

右

2

秀悦

秀逸

92

左

下から2

アレニュウス

アレニウス

92

左

下から１

基ずき

基づき

92

右

12

理論のおける理論における

93

右

図8-5

累積胡椒分布

累積故障分布

93

右

下から7

残存確立

残存確率

94

左

下から6

ロゴマーム

ロゴマーク

97

右

12

図9-2

図9-4

Taiyouyuden

Taiyo yuden

97

右

下から8

100

左

下から15 記録密度

記録容量

100

左

下から14 約5倍

約6倍

102

右

下から8

ソリューションス

ソリューションズ

103

右

10

Dr.Heemskark

Dr.Heemskerk

12

Versinj

Version106