JP3446745B2

JP3446745B2 - Ｃｄプレイヤの学習セット

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Publication number: JP3446745B2
Application number: JP2001110824A
Authority: JP
Inventors: 高志安藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2003-09-16
Anticipated expiration: 2021-04-10
Also published as: US20020145948A1; CN1380644A; JP2002304769A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
クプレイヤ（以下ではＣＤプレイヤという）の学習セッ
ト、特に小学校高学年程度の児童にＣＤプレイヤの動作
の基本原理を学習させるＣＤプレイヤの学習セットに関
する。

【０００２】

【従来の技術】オーディオ技術に対するデジタル化の手
法のコンピュータ技術に基づく導入と、半導体技術、光
技術及びプラスチック技術の進歩とに裏付けられて、Ｃ
Ｄプレイヤのシステムが完成したのは、３０数年前のこ
とであるが、現在ではＬＰレコードプレイヤとの世代交
替が完全に行われている。そして、ＣＤプレイヤの普及
によって、音楽愛好者の層は広い年令層に拡大してお
り、今や小学校の児童でも自在にＣＤプレイヤを操作し
て音楽を楽しんでいる。

【０００３】ＣＤプレイヤに使用される光ディスクとし
て、記録情報の書換が可能な書換形の光ディスクの内
で、相変化方式のものを取り上げて説明すると、レーザ
光の熱によって、原子配列が規則的な結晶状態と原子配
列が無秩序な非晶質状態との二つの状態に可逆的に変化
する材質、例えば、Ｓｎ−Ｔｅ−Ｓｅ系の物質を光ディ
スクの記録材料に利用して、情報の記録と再生を行って
いる。この場合、情報の記録時は、記録材料に強いレー
ザ光パルスを短時間照射して、融点以上に記録材料を急
熱しその後急冷することにより、記録材料を非晶質化状
態に固定して行い、情報の消去時は、記録材料を結晶化
温度以上まで緩やかに加熱後、緩やかに冷却して、記録
材料は結晶状態に戻され、情報の再生は結晶状態と非晶
質状態との二つの状態での反射率の違いによって行われ
る。このようにして、光ディスクには、記録情報が２値
信号の組合せの２進数のコードに符号化されて記録さ
れ、再生時はコードが復号化されて再生動作が行われ
る。

【０００４】ＣＤプレイヤにおける再生動作時には、レ
ーザーダイオードとホトダイオードからなる光学検出手
段によって再生動作が行われるが、この場合、レーザー
ダイオードから再生用のレーザ光が記録材料に照射さ
れ、情報が記録された非晶状態と、情報が記録されてい
ない結晶状態での反射率の違いを、記録材料からの反射
光の有無という二つの状態としてホトダイオードにより
検出することにより、ホトダイオードからは、記録情報
に対応する２進数の組合せのコードの検出信号が出力さ
れる。そして、復号出力回路において、検出信号に基づ
いて記録情報の復号化動作が行われ、記録情報に対応す
る周波数の音がスピーカから出力されて再生動作が行わ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、ＣＤプレ
イヤにおける記録再生動作には、音声記録情報を２進数
の組合せコードに変換する符号化、符号化されたコード
から音声記録情報を復号する復号化、これらの過程にお
けるデジタル信号の信号処理の原理、光学的な信号検出
と光電変換による光信号の電気信号への変換原理が含ま
れている。これらの基本原理は、各種電子装置の動作に
共通するものであり、単にＣＤプレイヤを機械的に操作
するだけでなく、これらの基本原理を理解し、広く科学
に対する興味を持つようにすることは、特に小学校の児
童に取っては必要なことである。しかし、ＣＤプレイヤ
について、前述の基本原理を小学校の児童に解りやすく
説明した解説書は少なく、ＣＤプレイヤの動作原理を小
学校の児童に解説展示する展示解説会も殆ど開催される
ことがない。

【０００６】本発明は、前述したようなＣＤプレイヤの
原理の、小学校児童への情報提供の現状に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、２進数に基づく情報の符号
化と復号化、記録情報の光学的検出、デジタル信号処理
などの基本原理と、ＣＤプレイヤの構成とを小学校の児
童に理解させる学習セットを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、記録するべき情報に応じ
て選択的に着色することによりコード情報が作成される
コード作成領域をディスクの所定部位に備え、前記コー
ド情報が、前記コード作成領域の着色の有無により光学
的に読み取られる光ディスクと、前記光ディスクを載置
して回転させる回転板と、前記光ディスクのコード情報
を光学的に検出するセンサ部と、該センサ部からの検出
信号に基づいて音声信号を出力する出力部と、天板、底
板、側板を備えて構成され、かつ、これらの少なくとも
一つが分解・組立て自在な筐体とを備え、前記回転板、
センサ部、出力部を前記筐体に対し着脱自在に設けて構
成されたことを特徴とするＣＤプレイヤの学習セットで
ある。

【０００８】以下に、本発明について更に詳細に説明す
る。本発明の学習セット（請求項１）では、ディスクの
所定部位に、記録される情報に応じて選択的に着色され
るコード作成領域が設けられ、学習者が選択的な着色に
より作成したコード情報が、光学的に読み取られるよう
に構成された光ディスクを少なくとも備えた構成となっ
ている。この発明によると学習者は、コード情報が作成
された光ディスクが、筐体の底板に取り付けた軸受に回
動自在にセットされ、筐体の上板に別途取り付けたセン
サによりコード情報が光学的に読み取られ、筐体の側板
に別途取り付けたメイン基板のスピーカから音階コード
に対応する周波数の音が出力される過程で、ＣＤプレイ
ヤの動作を実体的に学習する。

【０００９】また、本発明の学習セット（請求項１）で
は、光ディスクを載置して回転させる回転板と、光ディ
スクのコード情報を光学的に読み取るセンサ部と、セン
サ部からの検出信号に基づいて音声信号を出力する出力
部とが、筐体に対して着脱自在に設けられている。この
場合、回転板、センサ部、出力部は、凹凸嵌合、ビス組
付、粘着テープによる貼付などにより、筐体に対して着
脱自在になっている。この発明によると学習者は、装置
を組み立てるというおもしろさとともに、コード情報が
作成された光ディスクが、筐体の底板に取り付けた軸受
に回動自在にセットされ、筐体の上板に別途取り付けた
センサによりコード情報が光学的に読み取られ、筐体の
側板に別途取り付けたメイン基板のスピーカから、コー
ド情報として作成された音階コードに対応する周波数の
音が出力される過程で、ＣＤプレイヤの基本的な構造、
復号の原理及び光電変換の原理を、好奇心をわかせなが
ら学習させることができる。

【００１０】また、本発明の学習セット（請求項１）で
は、筐体を構成する天板、底板、側板の少なくとも一つ
が、凹凸嵌合、ビス組付、粘着テープによる貼付などに
より分解・組立自在になっている。この発明によると学
習者は、セット部材からＣＤプレイヤの学習モデルを組
み立てる過程で、ＣＤプレイヤの基本的な構造と動作原
理の学習を行なう。

【００１１】また、本発明の学習セット（請求項２）で
は、光ディスクのコード作成領域が、ディスクの円周方
向に沿って連続形成されるコード作成帯部が、ディスク
の中心から所定角度で分割され単位化して形成されてい
る。この発明によると学習者は、光ディスクの中心から
所定角度で分割され、ディスクの回転方向に単位化形成
されているコード作成領域を、単位化された領域ごとに
選択して着色することにより、明確に区画されたコード
作成領域に対して、記録すべき情報に対応してコード情
報を適確に作成することを学習する。

【００１２】また、本発明の学習セット（請求項３）で
は、コード作成帯部が、同心円状に複数形成され、径方
向に並列されるコード作成領域を１単位として、コード
情報が作成されるように構成されている。この発明によ
ると学習者は、光ディスクに対して同心円状に複数形成
されるコード作成帯部の内で、径方向に並列されるコー
ド領域を１単位として、並列される各コード領域ごとに
選択的な着色を行なうことにより、この１単位を記録す
べき情報の単位、例えば１音程に対応させて音程のコー
ド情報を作成することを学習し、さらに、コード作成帯
部の数と並列コード領域数が記録情報量に対応すること
を学習する。

【００１３】また、本発明の学習セット（請求項４）で
は、ディスクの表面の色が光を反射させる色であり、コ
ード作成領域が、ディスク表面の光の反射を低減する色
の塗料で選択的に着色されてコード情報が作成されるよ
うに構成されている。この発明によると学習者は、表面
の色が光を反射させる色のディスクに対して、ディスク
表面の光の反射を低減する色の塗料で、コード作成領域
を選択的に着色してコード情報を作成することにより、
着色を光を反射させる色と光を吸収する色の２値色に対
応付けることを学習する。

【００１４】また、本発明の学習セット（請求項５）で
は、ディスク表面の反射率を低減する色の塗料が黒色塗
料に選択されている。この発明によると、学習者は、表
面の色が光を反射させる色のディスクに対して、ディス
ク表面の光の反射を低減する黒色の塗料で、コード作成
領域を選択的に着色することにより、光をほぼ無反射状
態にする着色を含んで、白黒の着色条件でコード情報を
作成することを通じて、白色が光を反射するという性質
を、また、黒色が光を吸収することにより、光を反射し
ないという性質を学習し、あわせて、白黒の選択着色が
検出感度を高めているということを学習する。

【００１５】また、本発明の学習セット（請求項６）で
は、ディスクの表面の色が光の反射を低減させる色であ
り、コード作成領域が、ディスク表面の光の反射率より
も高い反射率の塗料で選択的に着色されてコード情報が
作成されるように構成されている。この発明によると学
習者は、表面の色が光の反射を低減させる色のディスク
に対して、ディスク表面の光の反射よりも高い反射率の
色の塗料で、コード作成領域を選択的に着色することに
よりコード情報を作成する過程で、選択着色処理によ
り、光を反射させる色と光を吸収する色の２値色の対応
付けを学習する。

【００１６】また、本発明の学習セット（請求項７）で
は、ディスク表面の反射率よりも高い反射率の塗料が白
色塗料に選択されている。この発明によると学習者は、
表面の色が光の反射を低減させる色のディスクに対し
て、ディスク表面の光の反射よりも高い反射率の白色の
塗料で、コード作成領域を選択的に着色することによ
り、光をほぼ全反射状態にする着色を含んで、白黒の着
色条件でコード情報を作成することを通じて、白色が光
を反射するという性質を、また、黒色が光を吸収するこ
とにより、光を反射しないという性質を学習し、あわせ
て、白黒の選択着色が検出感度を高めているということ
を学習する。

【００１７】つぎに、本発明の実施の形態について、図
面をもとに説明する。第１の実施の形態図１は、光ディスク作成用の（円板状）基板であるディ
スク１５ａのコード情報作成（コード情報の書込み）側
の面を示す平面図である。図２はこのディスク１５ａを
用いて読取り専用の光ディスク１５を作成する方法（情
報書込み方法）の説明図である。すなわち、この図２は
ディスクの単位コード作成領域（後記）の着色の有無に
よって七音音階を符号化してコード情報を作成する場合
の説明図である。図３は図１のディスク１５ａを用いて
作成された光ディスク１５の平面図である。なお、本実
施の形態は、ディスクの片面にコード作成領域を設ける
ものであるが、ディスクの両面にコード作成領域を設け
ることもできる。

【００１８】図３に示す光ディスク１５を作成する場合
においては、図１に示すように厚紙、プラスチックシー
ト、金属板などからなるディスク１５ａ上に円環状のコ
ード作成帯部Ｂ１，Ｂ２およびＢ３を形成し、これらの
コード作成帯部を円周方向右回りに、ディスク中心角を
５°として均等分割することにより、コード作成帯部Ｂ
１には単位コード領域１７（ａ１）〜１７（ａ７２）
を、コード作成帯部Ｂ２には単位コード領域１７（ｂ
１）〜１７（ｂ７２）を、コード作成帯部Ｂ３には単位
コード領域１７（ｃ１）〜１７（ｃ７２）をそれぞれ区
画形成する。

【００１９】この場合、例えば単位コード領域１７（ａ
１），１７（ｂ１）および１７（ｃ１）では、これらの
左右の境界線はディスクの中心から所定角度で分割され
た線となっている。また、上記３つの単位コード領域
は、同心円状に複数作成されたものとして、ディスクの
径方向に並列して形成され、これらが１つのグループと
なって第１の単位コード作成領域を構成している。他の
単位コード領域１７（ａ２），１７（ｂ２）および１７
（ｃ２）〜１７（ａ７２），１７（ｂ７２）および１７
（ｃ７２）についても同じであり、単位コード領域１７
（ａ５），１７（ｂ５）および１７（ｃ５）は第５の単
位コード作成領域を構成し、単位コード領域１７（ａ７
２），１７（ｂ７２）および１７（ｃ７２）は第７２の
単位コード作成領域を構成している。

【００２０】そして、これら第１〜第７２の単位コード
作成領域のそれぞれが、２値信号のコード情報を記録す
るためのコード作成領域となっており、これらのコード
作成領域において白色と黒色を、それぞれ論理値"０"と
論理値"１"の２値信号として、音階の各周波数の音に対
応して符号化するように構成されている。この符号化に
際しては、前記第１〜第７２の単位コード作成領域を、
図２（ａ）（ｂ）に示すように、七音音階のド、レ、
ミ、ファ、ソ、ラ、シに対応する音と音無しとからなる
８種の符号化が、単位コード作成領域ごとに、３個の単
位コード領域のそれぞれについて、白色を設定するか黒
色を設定するかの２値の選択によって行われる。コード
作成領域が白色であるか、黒色であるかにより、光の反
射率が大きく相違するから、これらのコード作成領域に
照射した光の反射光の強度を光学的に検出することで、
前記音声情報を読み取ることができる。

【００２１】上記光ディスク１５を、従来市販されてい
る光ディスク（ＣＤ，ＬＤ等）と比較すると、前者を構
成するディスク１５ａは、後者におけるプラスチック基
板（情報ピットが形成されていない状態）に該当し、前
者を構成するコード作成領域を白、黒に色分けした部分
は、後者における情報ピットに相当する。

【００２２】光ディスクに記録された音声情報を読み取
るための装置としては、光ディスクを回転させる回転板
（光ディスクを例えば載置して水平方向に回転させる回
転テーブル）と、光ディスクのコード情報を光学的に検
出するセンサ部と、該センサ部からの検出信号に基づい
て音声信号を出力する出力部とを備えたものが使用でき
る。この場合において、前記センサ部としては、回転中
の光ディスクのコード作成領域に光の照射するための発
光部と、コード作成領域からの反射光を受光する受光部
とを備えているものが採用される。しかし、前記出力部
としては、音声信号に代えて、または、これに加えて、
適宜のディスプイレ上に文字等の画像等を出力するもの
を用いることもできる。この場合、画像信号は、前記コ
ード情報に起因して読み取られるようにするものとす
る。

【００２３】ディスク１５ａの片面にコード作成領域を
設ける場合において、該片面全面が白色であるときに
は、コード作成領域を選択的に黒色に着色することで、
音声情報を記録する。また、ディスク１５ａの片面にコ
ード作成領域を設ける場合において、上記とは逆に該片
面全面が黒色であるときには、コード作成領域を選択的
に白色に着色することで、音声情報を記録する。尚、白
色であるか黒色であるかは、あくまで例示にすぎず、ピ
ックアップの精度が高ければ、白色に限らず、光をわず
かに反射する色、例えば灰色でもよく、他方、精度を要
求しないピックアップを採用するならば、黒色に限ら
ず、光の反射をわずかに低減する色、例えば濃い灰色で
もよい。さらに、ディスク１５ａの片面にコード作成領
域を設ける場合において、該片面全面が例えば灰色ある
いは無色透明であるときには、コード作成領域を選択的
に白、黒に着色することにより音声情報を記録する。デ
ィスク１５ａの両面に音声情報を記録する場合も同様で
ある。

【００２４】上記白、黒の着色は、それぞれ真っ白、真
っ黒が極めて好ましい。その理由は、これらの色では、
光の反射率の差が非常に大きいため、コード情報の読み
取りを高精度に行うことができるからであり、また、そ
れほど高精度の読取り装置を用いなくても正確な読み取
りが可能になるからである。しかし白、黒の着色に限定
されるものではなく、要は２色間（または２種類の材料
間）に適宜大きさの反射率差が生じ、一方の色では反射
率が予め設定した所定値より高く、他方の色では反射率
が前記所定値より低くなれば良い。

【００２５】例えば、ディスク表面が高反射率の色また
は材料からなる場合には、反射率がこれよりも低い色ま
たは材料からなる塗料を塗布するか、表面がこのような
色または材料からなるフィルム、シート、板材をディス
ク表面のコード作成領域に貼付する。また、これとは逆
に、ディスク表面が低反射率の色または材料からなる場
合には、反射率がこれよりも高い色または材料からなる
塗料を塗布するか、表面がこのような色または材料から
なるフィルム、シート、板材をディスク表面のコード作
成領域に貼付すれば良い。なお、ガラスや透明プラスチ
ックなど透明度の高いディスクを用いる場合には、反射
率が大小に異なる２種類の塗料を塗布するか、またはフ
ィルム、シートもしくは板材を貼付すれば良い。また、
上記貼付したフィルム等を剥がしたり、着色した部分を
白色に上塗りしたりすることで、上記音声情報を消去す
ることもできる。

【００２６】さらに、以下のようにして２値信号を記録
することもできる。すなわち、図１では各コード作成領
域（全域）のそれぞれを選択的に白、黒に塗り潰すよう
にしたが、全域を黒に塗り潰すのに代えて、例えば太線
の黒丸または塗り潰しの黒丸などのマークや、適宜の文
字・パターン・図形を表記することもできる。

【００２７】なお、ディスク両面にコード情報を記録し
た光ディスクのコード情報を読み取る（再生する）場合
には、読取り装置を一つ配備し、光ディスクの片面を読
取り装置に対向させて読み取る方法と、二つの読取り装
置を互いに対向させて配備し、これら読取り装置の対向
間隙に光ディスクを配置して、片面を一方の読取り装置
に、反対面を他方の読取り装置に、それぞれ対向させる
方法が採用できる。

【００２８】第２の実施の形態上記第１の実施の形態では、ディスク面の単位コード作
成領域を例えば白、黒の２色に色分けすることで、２値
信号からなる音声信号を記録するようにしたが、本発明
はこれに限定されるものではない。例えば、白、灰、黒
の３色に色分けすることで、３値信号（３進数）からな
る音声信号を記録することもできる。例えば、図１にお
いて、ディスク面の単位コード作成領域に、上記３値信
号を記録した場合には、３×３×３＝２７通りの音声信
号を記録することが可能となる。さらに、例えば図１を
改変してコード作成帯部を４つ設け、単位コード作成領
域に、４値信号（４進数）を記録した場合には、４×４
×４×４＝２５６通りの音声信号を記録することが可能
となる。

【００２９】第３の実施の形態以上の実施の形態は、光ディスクのコード情報を読み取
って出力するための再生装置が、コード作成領域からの
反射光を受光するものであったが、本発明はこれに限定
されるものではなく、光ディスクのコード情報を光学的
に検出するセンサ部として、コード作成領域に照射した
光の透過光を受光する受光部を備えたものを設け、透過
光の強度を測定することでコード情報を出力するように
した再生装置を採用することもできる。ただし、この場
合には、透明度の高い材料からなるディスク（ガラス板
または、透明プラスチックからなるシートもしくは板）
を用いるとともに、コード作成領域の透明度を高・低に
区分するする必要がある。

【００３０】第４の実施の形態本発明では、上記した各種ディスク（コード情報を記録
するための基板）または、上記各種光ディスク（コード
情報を記録したもの）を用いて学習セットを構成するこ
とができる。とくに、上記ディスクと、上記再生装置の
回路組立てキットとを学習者、例えば小中学生に配給
し、所定構造の光ディスクの作成、再生装置の組立て、
および再生動作の作業を行わせることにより、（１）電気回路・電子回路の基礎（２）電子部品の基礎知識（３）デジタルおよびデジタル信号の意味（４）２進数の意味および、符号化・復号化の原理（５）ＣＤおよびＣＤプレイヤの、基本的構造・動作（６）光電変換の原理を学ばせることができる。

【００３１】

【実施例】つぎに、本発明の実施例について説明する。実施例１学習者により行われる新しいディスクに対する曲の記録
操作の学習について説明する。図４は光ディスク１５の
作成要領を示す説明図、図５は作成された光ディスク１
５の平面図である。この光ディスクは図１に示したディ
スク１５ａを用いて作成される。

【００３２】図４に示す白色の紙で作成されたディスク
１５ａのコード作成帯部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の単位コード
領域は、曲の記録操作の学習前は全て白色のままになっ
ている。学習者は、例えば記録しようとする「ちょうち
ょ」の曲の楽譜を見ながら、曲に対応する音階の音を順
次拾って行き、単位コード領域１７（ａ１）、１７（ｂ
１）、１７（ｃ１）からなる第１の単位コード作成領域
には、単位コード領域１７（ｂ１）を水性サインペンで
黒く塗潰すことにより「ソ音」を符号化記録し、単位コ
ード領域１７（ａ２）、１７（ｂ２）、１７（ｃ２）か
らなる第２の単位コード作成領域（図１を参照）には、
単位コード領域１７（ｃ２）を水性サインペンで黒く塗
り潰すことにより「ミ音」を符号化記録する。

【００３３】同図に示すように、第３の単位コード作成
領域及び第４の単位コード作成領域にも、「ミ音」が符
号化記録されるが、連続音になり曲がおかしく聞こえる
ことを防止するために、第２の単位コード作成領域と第
３の単位コード作成領域間には短い音無し区間が作成さ
れる。図４は、第８の単位コード作成領域までの符号化
記録の過程を示すもので、第４の単位コード作成領域な
いし第８の単位コード作成領域には、「ファ音」、「レ
音」、「レ音」、「レ音」が、それぞれ符号化記録さ
れ、第６単位コード作成領域と第７単位コード作成領域
間に短い音無し区間が作成されている。

【００３４】ここで、この符号化の方法について更に詳
細に説明すると、ディスク１５ａには、外周縁部側に同
心円環状にコード作成帯部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が形成され
ており、これらのコード作成帯部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、
中心から５°の単位角度で、円周方向に複数（３６０°
÷５°＝７２個）の単位コード領域に等分割されてい
る。すなわち、コード作成帯部Ｂ１は、単位コード領域
１７（ａ１）〜１７（ａ７２）に分割され、コード作成
帯部Ｂ２は、単位コード領域１７（ｂ１）〜１７（ｂ７
２）に分割され、コード作成帯部Ｂ３は、単位コード領
域１７（ｃ１）〜１７（ｃ７２）に分割されている。

【００３５】そして、同一半径方向に位置する、コード
作成帯部Ｂ１〜Ｂ３の単位コード領域を単位コード作成
領域として、各単位コード作成領域ごとに、音階の周波
数に対応する白色と黒色による符号化が行われている。
符号化の要領は、既に図２を参照して説明したとおりで
ある。

【００３６】このようにして学習者は、ディスク１５ａ
に対して、楽譜を参照しながら、コード作成帯部Ｂ１、
Ｂ２、Ｂ３の単位コード領域１７（ａ１）〜１７（ａ７
２）、１７（ｂ１）〜１７（ｂ７２）、１７（ｃ１）〜
１７（ｃ７２）の必要な単位コード領域を選択して、黒
色に塗り潰すことにより、「ちょうちょ」の曲を符号化
して、ディスク１５ａに記録する。

【００３７】実施例２本実施例は、図５に示した光ディスクと、図６〜図９に
示す再生装置とからなる学習セットに係るものである。
図６は光ディスクのコード情報を光学的に読み取って音
声信号を出力する再生装置の全体構造を示す斜視図であ
る。図７（ａ）は図６の再生装置を構成する回転板８の
取付け状態を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７
（ａ）の一部を示す正面図である。

【００３８】図５に示す光ディスク１５では、「きらき
ら星」の曲の曲音が、各単位コード作成領域に白黒の２
値信号の組合せコードとして、符号化され記録されてい
る。この光ディスク１５を、図６に示す再生装置の回転
板８に載置し、反時計回り方向に回転させると、センサ
基板１１がコードを順次検出し、メイン基板１８のスピ
ーカ２５から「きらきら星」の曲音が出力される。以
下、これについて詳細に説明する。

【００３９】図８は図６の再生装置を構成するセンサ基
板１１の取付け要領に係るもので、図８（ａ）はセンサ
基板１１をスペーサ１２の下端面に取り付ける要領を示
す斜視図、図８（ｂ）はスペーサ１２の上面図であっ
て、センサ基板１１取付け後のスペーサ１２を前記再生
装置の筐体３を構成する上板の内面に固定して筐体内に
セットする要領を示すものであり、図８（ｃ）は図８
（ｂ）の要領に従って前記上板内面に固定したスペーサ
１２を前記筐体３の上板の上方から見た平面図である。
図９（ａ）はセンサ基板１１の電気回路図、図９（ｂ）
はメイン基板１８の電気回路図である。

【００４０】図６、図７に示すように、学習セットに手
作りのイメージを持たせるために、筺体３は、底板１及
び側板４ａが第１のＣＤケースで形成され、側板４ｂ及
び上板２が第２のＣＤケースで形成されており、底板１
の中心に形成された軸受孔６に軸受５が挿入されて接着
剤で固定されている。また、回転軸７には実際のＣＤと
同一サイズの直径１２ｃｍの木製回転板８の中心孔が圧
入され、回転板８の板面を、回転軸７にフランジ状に形
成されている位置決め円板１０に対接するようにして、
回転板８は回転軸７に直角に位置決めされ接着剤で固定
され、回転板８が固定された回転軸７の一端が、軸受５
に回動自在に軸支されている。さらに、回転軸７の他端
は、上板２の中心位置に形成された開口２ａに回動自在
に係合され、この状態で、筺体３の開口側面の一方が、
ボール紙の側板４ｃのテープによる接着によって塞がれ
ている。なお、前述の位置決め円板１０を、軸芯方向に
比較的長い形状にすることにより、位置決めの他に、組
み立て時や動作の学習時に学習者が、この位置決め円板
１０を手で保持する保持部として利用することができ
る。

【００４１】ここで、センサ基板の取付け要領について
説明する。図８（ａ）に示すように、センサ基板１１の
リード線の導出縁部に対向する縁部に位置するセンサ２
２ｃの中心を通り、前記縁部に直角なＡ線と、センサ２
２ｃの中心を通り、Ａ線に直角なＢ線とを仮想し、Ａ線
がスペーサ１２の基準線１３ｂに一致し、Ｂ線がスペー
サ１２の基準線１３ａ位置に一致する状態で、センサ基
板１１をスペーサ１２の端面にテーブで接着固定する。
さらに、センサ基板１１が固定されたスペーサ１２の他
の端面に、図８（ｂ）に示すように形成されている基準
線１４ａ、１４ｂを、上板２に対応して形成されている
基準線に一致させて、上板２の内面にスペーサ１２を、
テープの接着により固定し、筺体３内にセンサ基板１１
を取り付ける。以上により、センサ基板１１取付け後の
スペーサ１２は、図８（ｃ）に示すように上板２の内面
に固定（筐体３内に固定）される。そして、メイン基板
１８が、上板２に隣接する側板４ｂの外面にテープの接
着により固定される。

【００４２】つぎに、センサ基板１１およびメイン基板
１８の電気回路について説明する。図９（ａ）に示すよ
うに、センサ基板１１には、発光ダイオード２０ａとホ
トトランジスタ２１ａからなるセンサ２２ａ、発光ダイ
オード２０ｂとホトトランジスタ２１ｂからなるセンサ
２２ｂ、及び発光ダイオード２０ｃとホトトランジスタ
２１ｃからなるセンサ２２ｃが設けられている。

【００４３】また、図９（ｂ）に示すように、メイン基
板１８には周波数設定回路２３と、抵抗Ｒ１〜抵抗Ｒ７
と、出力回路２４と、スピーカ２５その他が設けられて
いる。すなわち、周波数設定回路２３には、抵抗値が２
４ｋΩの抵抗Ｒ１、抵抗値が４３ｋΩの抵抗Ｒ２、抵抗
値が６８ｋΩの抵抗Ｒ３、抵抗値が１００ｋΩの抵抗Ｒ
４、抵抗値が１１０ｋΩの抵抗Ｒ５、抵抗値が１５０ｋ
Ωの抵抗Ｒ６、抵抗値が１８０ｋΩの抵抗Ｒ７が設けら
れている。

【００４４】抵抗Ｒ１は、「シ音」に対応する周波数８
３１Ｈｚの設定回路の回路素子であり、抵抗Ｒ２は、
「ラ音」に対応する周波数７４０Ｈｚの設定回路の回路
素子であり、抵抗Ｒ３は、「ソ音」に対応する周波数６
５９Ｈｚの設定回路の回路素子である。同様にして、抵
抗Ｒ４は、「ファ音」に対応する周波数５８７Ｈｚの設
定回路の回路素子であり、抵抗Ｒ５は、「ミ音」に対応
する周波数５５４Ｈｚの設定回路の回路素子であり、抵
抗Ｒ６は、「レ音」に対応する周波数４９４Ｈｚの設定
回路の回路素子であり、抵抗Ｒ７は、「ド音」に対応す
る周波数４４０Ｈｚの設定回路の回路素子である。

【００４５】つぎに、光ディスク１５に記録された情報
を、上記再生装置により音声信号として再生する方法に
ついて説明する。筐体３の上板２を開放し、光ディスク
１５を回転板８上に載置し、回転軸７の上端部（上板２
から上方に突出している）を指で摘んで回すことによ
り、回転板８を図７（ｂ）に示すように反時計方向（光
ディスク１５の情報記録面側から見た場合）に回転させ
る。これにより、光ディスク１５に単位コード作成領域
ごとに符号化されている音階コードが、センサ基板１１
によって光学的に順次検出され、メイン基板１８のスピ
ーカ２５からは、音階コードに対応して復号された周波
数の音が出力される。

【００４６】この場合、センサ２２ａがコード作成帯部
Ｂ１の単位コード領域１７（ａ１）〜１７（ａ７２）
を、センサ２２ｂがコード作成帯部Ｂ２の単位コード領
域１７（ｂ１）〜１７（ｂ７２）を、センサ２２ｃがコ
ード作成帯部Ｂ３の単位コード領域１７（ｃ１）〜１７
（ｃ７２）のコードを、それぞれ検出する。

【００４７】即ち、回転板８の反時計回り方向の回転に
よって、先ず、単位コード領域１７（ａ１）、１７（ｂ
１）及び１７（ｃ１）からなる第１の単位コード作成領
域が検出位置に配設され、コードの検出が行われるが、
センサ２２ａの発光ダイオード２０ａからは、単位コー
ド領域１７（ａ１）に光が投射され、白色の単位コード
領域１７（ａ１）からの反射光がホトトランジスタ２１
ａで検出され、光電変換された論理値"１"の検出信号が
ホトトランジスタ２１ａから出力される。また、センサ
２２ｂの発光ダイオード２０ｂからの光は、黒色の単位
コード領域１７（ｂ１）からは反射されず、ホトトラン
ジスタ２１ｂの検出信号の論理値は"０"となり、同様に
して、センサ２２ｃのホトトランジスタ２１ｃの検出信
号の論理値も"０"となる。

【００４８】前述したようにして、単位コード領域１７
（ａ１）、１７（ｂ１）及び１７（ｃ１）からなる第１
の単位コード作成領域に作成されている周波数４４０Ｈ
ｚの「ド音」が符号化されたコードが、センサ基板１１
で検出されると、抵抗Ｒ７に電流が流れ、出力回路２４
から対応する駆動信号が出力され、この駆動信号によっ
てスピーカ２５からは周波数４４０Ｈｚの「ド音」が出
力される。以下同様にして、回転板８の回転に伴って、
メイン基板１８のスピーカ２５から、「レ音」、「ミ
音」・・・「シ音」と１オクターブの音階の音が順次ス
ピーカ２５から出力される。

【００４９】このように、本実施例によると、学習者
は、セット部材からＣＤプレイヤの学習モデルを組み立
てる過程において、ＣＤプレイヤの基本的な構造を学習
し、すでに曲がコードに符号化記録されている光ディス
ク１５を回転板８に載せて回転することにより、センサ
基板１１とメイン基板１８によって、符号化されたコー
ドを読み取って、復号化し対応する周波数の音をスピー
カ２５から出力するＣＤプレイヤの動作原理を基本的に
学習することが可能になる。また、音階の周波数の異な
る音を、ディスク薄板１５の複数のコード作成帯部Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３に対して、単位コード作成領域ごとに、
選択した単位コード領域を黒色に塗潰し、白色と黒色を
論理値が"０"、"１"の２値信号として、その組合せによ
る符号化を行うことにより、２進数の意味と符号化の原
理を学習することが可能になる。

【００５０】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、ディスク１５ａに４個以上のコード作成
帯部を作成し、また、コード作成帯部を単位コード領域
に分割する単位角度も５°以下にすることができる。さ
らに、ディスク１５ａを直径位置で二分割することによ
り、回転板８上への載置を容易に行わせることもでき、
センサ基板１１が固定されたスペーサ１２の筺体に対す
る取り付けを、固定突起の嵌合で行わせることもでき、
さらにスペーサ１２を回転位置８に対して、三次元的に
姿勢を調整して取り付ける構造とすることもできる。一
方、回転板８の側面にゴムベルトが係止される係止溝を
形成し、係止溝に係止されたゴムベルトをモータで駆動
して、回転板８をモータ回転方式にすることもでき、さ
らに、回転軸７に風車の取付部を設け、回転板８を風力
によって回転させることもできる。

【００５１】

【発明の効果】請求項１に記載のＣＤプレイヤの学習セ
ットに係る発明では、記録すべき情報に応じて選択的に
着色することにより、コード情報が作成されるコード作
成領域がディスクの所定部位に設けられ、コード情報
が、コード作成領域の着色の有無により光学的に読み取
られる光ディスクを備えているので、学習者に対して、
光ディスクのコード作成領域の選択的な着色を行なわせ
ることにより、異なる２色の選択を論理値が"０"、"１"
の２値信号とし、その組合せによる符号化を理解させ、
２進数の意味と符号化の原理を学習させることが可能に
なると共に、コード情報が作成された光ディスクが、筺
体の底板に取り付けた軸受に回転自在にセットされ、筺
体の上板に別途設けたセンサによりコード情報が光学的
に読み取られ、筺体の側板に別途取り付けたメイン基板
のスピーカから音階コードに対応する周波数の音が出力
され、学習者は、ＣＤプレイヤの動作を実体的に学習す
ることが可能になる。

【００５２】また、請求項１に記載のＣＤプレイヤの学
習セットに係る発明によると、筺体に対して回転板、セ
ンサ部及び出力部が着脱自在に設けられ、光ディスクを
載置した回転板が回転された状態で、センサ部によって
光ディスクのコード情報が光学的に読み取られ、出力部
によってセンサ部からの検出信号に基づく音声信号が出
力されるので、学習者は、ＣＤプレイヤの基本的な構造
と動作原理とを学習することが可能になり、さらに、セ
ンサ部により符号化されたコードを光学的に検出し、出
力部により音階の周波数に復号化して、スピーカから音
程に対応する周波数の音を出力させることにより、復号
の原理と光電変換の原理を学習することが可能になる。

【００５３】さらに、請求項１に記載の発明によると、
学習者は、セット部材からＣＤプレイヤの学習モデルを
組み立てる過程で、ＣＤプレイヤの基本的な構造と動作
原理とを適確に把握学習することが可能になる。

【００５４】請求項２に記載の発明によると、請求項１
に記載の発明で得られる効果に加えて、学習者は、ディ
スクの円周方向に沿って連続するコード作成帯部に対し
て、ディスクの中心から所定角度での分割によって単位
化して形成されたコード作成領域を利用して、明確に区
画されたコード作成領域に対して、正確で迅速なコード
情報の作成の学習を行うことが可能になる。

【００５５】請求項３に記載の発明によると、請求項２
に記載の発明で得られる効果に加えて、学習者は、同心
円状に複数形成され、径方向に並列されたコード作成領
域を１単位とするコード作成帯部を利用して、コード情
報の作成を行うことにより、２進数とビット数との関係
を学習することが可能になる。

【００５６】請求項４に記載の発明によると、請求項１
に記載の発明で得られる効果に加えて、学習者は、表面
の色が光を反射させる色のディスクのコード作成領域
を、ディスク表面の光の反射を低減する色の塗料で選択
的に着色することにより、光の反射と無反射が２進数に
対応することを学習することが可能になる。

【００５７】請求項５に記載の発明によると、学習者
は、光の反射を低減する塗料を黒色塗料として着色する
ことにより、請求項４に記載の発明で得られる効果のよ
り高検出感度での実現を学習することが可能になる。

【００５８】請求項６に記載の発明によると、請求項１
に記載の発明で得られる効果に加えて、学習者は、表面
の色が光の反射を低減させる色のディスクのコード作成
領域を、ディスク表面の光の反射率よりも高い反射率の
塗料で選択的に着色することにより、光の反射と無反射
が２進数に対応することを学習することが可能になる。

【００５９】請求項７に記載の発明によると、学習者
は、ディスク表面の反射率よりも高い反射率の塗料を白
色塗料として着色することにより、請求項６に記載の発
明で得られる効果のより高検出感度での実現を学習する
ことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ディスクを
作成用するためのディスクの平面図であって、コード作
成領域を形成した側の面を示すものである。

【図２】図１のディスクを用いて光ディスクを作成する
要領（情報記録要領）を示すもので、ディスクの単位コ
ード作成領域の着色の有無によって七音音階を符号化し
てコード情報を作成する場合の説明図である。

【図３】図１のディスクを用いて作成された光ディスク
の平面図である。

【図４】本発明の実施例１に係る光ディスクの作成要領
を示す説明図である。

【図５】実施例１で作成された光ディスクの平面図であ
る。

【図６】本発明の実施例２に係る学習セットを示すもの
で、光ディスクのコード情報を光学的に読み取って音声
信号を出力する再生装置の全体構造を示す斜視図であ
る。

【図７】（ａ）は図６の再生装置を構成する回転板の取
付け状態を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の一部を
示す正面図である。

【図８】図６の再生装置を構成するセンサ基板の取付け
要領に係るもので、（ａ）はセンサ基板をスペーサの下
端面に取り付ける要領を示す斜視図、（ｂ）はスペーサ
の上面図であって、センサ基板取付け後のスペーサを前
記再生装置の筐体を構成する上板の内面に固定して筐体
内にセットする要領を示すものであり、（ｃ）は（ｂ）
の要領に従って前記上板内面に固定したスペーサを前記
筐体の上板の上方から見た平面図である。

【図９】図６の再生装置に係るもので、（ａ）は図８に
示すセンサ基板の電気回路図、（ｂ）は図６に示すメイ
ン基板の電気回路図である。

【符号の説明】

１…底板、２…上板、２ａ…開口、３…筺体、４ａ〜４
ｃ…側板、５…軸受、６…軸受孔、７…回転軸、８…回
転板、１０…位置決め円板、１１…センサ基板、１２…
スペーサ、１５…光ディスク、１５ａ…ディスク、１７
（ａ１）〜１７（ａ７２）…単位コード領域、１７（ｂ
１）〜１７（ｂ７２）…単位コード領域、１７（ｃ１）
〜１７（ｃ７２）…単位コード領域、１７（ａ１）〜１
７（ｃ１）…第１の単位コード作成領域、１７（ａ５）
〜１７（ｃ５）…第５の単位コード作成領域、１７（ａ
７２）〜１７（ｃ７２）…第７２の単位コード作成領
域、１８…メイン基板、２０ａ〜２０ｃ…発光ダイオー
ド、２１ａ〜２１ｃ…ホトトランジスタ、２２ａ〜２２
ｃ…センサ、２３…周波数設定回路、２４…出力回路、
２５…スピーカ、Ｂ１〜Ｂ３…コード作成帯部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録するべき情報に応じて選択的に着色
することによりコード情報が作成されるコード作成領域
をディスクの所定部位に備え、前記コード情報が、前記
コード作成領域の着色の有無により光学的に読み取られ
る光ディスクと、前記光ディスクを載置して回転させる回転板と、前記光ディスクのコード情報を光学的に検出するセンサ
部と、該センサ部からの検出信号に基づいて音声信号を出力す
る出力部と、天板、底板、側板を備えて構成され、かつ、これらの少
なくとも一つが分解・組立て自在な筐体とを備え、前記回転板、センサ部、出力部を前記筐体に対し着脱自
在に設けて構成されたことを特徴とするＣＤプレイヤの
学習セット。
【請求項２】コード作成領域は、ディスクの円周方向
に沿って連続するコード作成帯部に対して、前記ディス
クの中心から所定角度で分割することで単位化して形成
されていることを特徴とする請求項１に記載のＣＤプレ
イヤの学習セット。
【請求項３】コード作成帯部は、同心円状に複数作成
され、径方向に並列されたコード作成領域を１単位とし
て、コード情報を構成することを特徴とする請求項２に
記載のＣＤプレイヤの学習セット。
【請求項４】ディスク表面の色が光を反射させる色で
あり、コード作成領域が、ディスク表面の光の反射を低
減する色の塗料で選択的に着色されて、コード情報が作
成されることを特徴とする請求項１に記載のＣＤプレイ
ヤの学習セット。
【請求項５】ディスク表面の反射率を低減する色の塗
料が黒色塗料であることを特徴とする請求項４に記載の
ＣＤプレイヤの学習セット。
【請求項６】ディスク表面の色が光の反射を低減させ
る色であり、コード作成領域が、ディスク表面の光の反
射率よりも高い反射率の塗料で選択的に着色されて、コ
ード情報が作成されることを特徴とする請求項１に記載
のＣＤプレイヤの学習セット。
【請求項７】ディスク表面の反射率よりも高い反射率
の塗料は、白色塗料であることを特徴とする請求項６に
記載のＣＤプレイヤの学習セット。