CDとMDの構造

まずは、文をまとめるのが苦手で長文になってしまう事をお許しください。

CDとMDの違いについて、私が講師になって簡単に説明することになりました。
講習の目的はCD・MDの説明だけでなく、音響一般の講師なので、簡単でわかりやすい説明で、マメ知識程度の説明で大丈夫です。

ここの質問やYahooなど、HITするものは全部見ましたが、とても簡単な説明か、とても詳しく説明してあるものかの両極端で、人にわかりやすく噛み砕いて説明できるような文献がなかなかありません。
納期が迫っているので、こちらに質問させていただきました。

CDは光ディスクとか、MDはニミディスクとか、そういった事はこちらの過去の質問でわかりました。
私が確認したいのは、知人が言ってたことが本当かどうかです。
その知人の説明が一番わかりやすかったのですが、私自身、その知人の読んだ文献を読んでない（ネット上になく、文献も販売してない）のと、知人も「昔何かで読んだ、ぐらいだから、確認しといて」と言われたので、詳しい方に合っているかどうか、これを人に説明して大丈夫かどうかを確認してほしいのです。

＝知人が言ってたCDとMDの構造の違い＝
CD・・・光の反射があるかないかで、０か１かを読み取っている。
変形に弱い（熱などで変形してしまうと、光の反射角度が変わってしまい、極端に言えば全部１と読み取られたり全部０と読み取られたりして、読めなくなってしまう）
MD・・・Ｓ極かＮ極かで、０と１を読み取っている。
磁気に弱い（例えばMDに磁石をくっつけたりすると、全部がS極やN極になって、読み取れなくなってしまう）

以上が知人が教えてくれた構造の違いです。
こちらの質問でたいてい「CDは光に弱い」と書いてあって、「変形」というのは出てこなかったです。
詳しい方、どうかよろしくお願いします。

No.7 ベストアンサー 回答者： c80s3xxx 回答日時： 2008/07/31 11:03

MD の記録のしかた，読み出しのしかたはかなり難解なので，それを適当にはしょれと言われても，というのはありますね．

すでに紹介されているサイトはよくかみ砕いていると思いますが．

市販の音楽 CD は，アルミをごくうすく塗ってあって，そこに光を当てて反射させます．反射のしかたを，アルミの上にあるプラスチックの層に刻んだピット (溝) で変えて，それで 0/1 を表現しています．
反射がアルミによるので，アルミが痛むと読み取れなくなります．現実的には，プラスチック層を通して少しずつ酸素が入り込み，アルミと反応します．アルミは酸素と反応すると透明になってくるので，そうなると読み取れなくなります．CD が出た初期には，20年くらいで駄目になるのでは，といわれていました．実際には最初期の CD でも今聴けないようなものはめったにないので，もう少しは大丈夫なようですし，製造技術や材料技術も進歩しているので，今のものはさらに丈夫でしょう．しかし永久保存できるわけでもありません．保存性に関しては，アナログレコードの方がはるかに上でしょう．光自体は，通常の光であれば影響はありません．

最近はパソコンで自分で CD を作る人も多いですが，その場合は事情が変わります．市販 CD のピットは，プラスチックに型押しをして刻みます (本当は型押ししてからその裏側にアルミをくっつける)．CD-R とかではそういうことができないので，強い光を当てると色が変わるような材料をアルミ(あるいは銀)の反射層の上に塗っておきます．書き込みは強いレーザ光を使い，ピットに当たる部分にレーザを照射して色を変えてしまいます．色の違いは反射光の強弱として見えるので，CDプレイヤーから見れば，強弱変化は小さくなるとはいえ，ピットがあるのと同じように見えるのです．色の変化がおこる仕組みはいくつかあって，メーカによって違ったりもしますし，一回しか書けない CD-R と何度も書き換えられる CD-RW の違いも，この変色の仕組みの違いによります．この光で色が変わるという材料を使うがゆえに，CD-R や CD-RW は光に弱く，たとえば直射日光に長時間晒すと記録が消えてしまいます．また，強い光をあてなくても，自然にもだんだん消えてきてしまいますので，記録寿命は長くありません．数年から10年くらいかもしれません．

MD は，記録面に垂直に微小な棒磁石が並んでいるような形で記録されます．0/1はN極が上になるのか下になるのかで区別するというのが基本．非常に強い磁場をかければこの配列は崩せますが，その辺にある程度の磁石では大丈夫です．ちなみにカセット等の古典的な磁気記録媒体は，棒磁石がテープの進行方向に向かって並んでいます．
光磁気記録は，まずレーザ光で記録層のある狭い領域を「加熱します」．この温度が高い状態は外からの磁場によって，微視的な棒磁石の向きを容易に変えることができます．そうやって変えておいて，レーザからはずれれば温度が下がり，その状態が固定されて記録になるのです．このときに，一定強度のレーザを当てておいて，外部の磁場の向きを変えてN極が上になるか下になるかを制御するというのが，磁界変調オーバーライトという MD で使われている技術です．
ちなみに MO では光変調方式といって，別のやり方で記録を行っています．これはまずいったん棒磁石の向きを上がNとかにそろえておきます．その上で，下をNにするような方向の磁場を用意しておいて，もし下をNにしたければその部分にレーザを当てて，上述のような棒磁石の向きが変えられる状態を作ります．上をNのままにしたければ，「レーザを当てない」でおけば，磁場だけでは何もおこらないのでそのままになる，という仕掛けです．
最終的な記録状態としては，変調方式がどうであるかは関係なく，同じような結果になることに注意してください．
読み取りの原理はこれまたやっかいです．レーザを使いますが，記録時と違って記録層の温度を上げたりせずに，反射光を捉えられる程度の微弱なものを使います．レーザ光というのは基本的には偏光と呼ばれる光で，偏光は磁石の上で反射がおこるときに，N極とS極とでは反射のしかたが異なります．反射してくる光の性質が変化するのですが，その変化のしかたが違うのです．CD 等では反射の強弱を見ますが，MD や MO では反射光の強弱ではなく，反射された光の性質自体の違いを見ます．この性質については，光の物理学を知らないとどうしようもないと思います．
記録寿命はかなり長いと思いますが，確定的なデータはよくしりません．

CD と MD のもう一つの重大な違いは，CD が基本的には非圧縮データを記録しているのに対し，MD は圧縮データを記録しているということでしょう．
MD は記録容量が大きくないので，データを圧縮して書き込んでいるのです．そういう点では，今流行の mp3 プレイヤーと同じです．圧縮は非可逆なので，MD から再生される音声信号は，記録しようとした元の音声信号とは完全には一致しません．劣化しているわけです．逆にいうと，この劣化程度を妥協すれば，記録時間を延ばすことができます．LPモードというやつです．テープの時代は半速送りとかで音質と引き替えに記録時間を延ばすことができましたが，MD では音声信号の情報量を間引いてしまうことで記録時間を延ばすことができるのです．この辺も mp3 とかと同じです．

ただし，現在は HiMD という規格もあって，これでは MD への非圧縮の記録/再生に対応しています．マイナーですが．逆に，CD-R 等に mp3 で書き込んでおいて，それを読み取って再生できる CD プレイヤーもあります．


知人の言葉，というところですが，変形に弱いのはどちらも同じです．アナログレコードだって変形が大きければ読み取れなくなります．MD の場合はシェルに入っているので，本来の記録部は保護されているのはメリットです．MD が磁気に弱いというのは間違いです．フロッピーやカセットは弱いのですが，その辺とごちゃごちゃになっているのでしょう．光に弱いのは CD ではなく，CD-R や CD-RW です．

この回答へのお礼

とても詳しい回答、ありがとうございます。
過去の質問検索に出ていた参考URLを読んでもわからなかったので、このように書いていただいて、とてもわかりやすかったです。
元々複雑に読み取っているので、はしょることが難しかったんですね。

CDはプレス（市販のもの）して、光の反射で読み取りますが、MDは書き込みと読み取りが違うんですね。

＞MD は，記録面に垂直に微小な棒磁石が並んでいるような形で記録されます．0/1はN極が上になるのか下になるのかで区別するというのが基本
＞CD 等では反射の強弱を見ますが，MD や MO では反射光の強弱ではなく，反射された光の性質自体の違いを見ます．

本当は色々温度を上げたりレーザーを当てたりとありますが、簡単にお年寄りに「だいたいこんな感じ」と説明するなら、この引用部分がわかりやすいと思いました。

CD-RやMOの説明までありがとうございました。

お礼日時：2008/08/01 09:51

No.6 回答者： iBook-2001 回答日時： 2008/07/30 22:38

はいめまして♪

　いろいろご自身でも調べているおうですので、検索のヒントとかですが、、、

検索のキーワードで　「光ディスク」と「磁気ディスク」だけでは　MDの本質が見つからないと思います。
　ソニーガ開発したMDの規格はとてもユニークで、私もとても期待しておりましたが、全世界的にはなかなか普及していないのが残念です。
そもそも　「MD」って　光＆磁気ディスクの「MO」と「CD」の良いとこ取り規格です。　
　CD同様の販売媒体としては　反射のみのデータを読む（光の反射のonn,offでCDと同じ原理と製造）他に　反射光の位相偏差を読む（これは　MOと言う磁気と光を利用したディスク）の　両方に対応して、市販のMDは製造が簡単なCDと同様で、さらに　録音が出来る方式としてMOの技術を融合して、録音と消去が可能なとても画期的な方式です。

今では　CDやDVでも書き換え可能なRWが有りますが、当時はほんとに画期的なシステムでした。

本来は　光の反射で、ミクロ的なでこぼこを読み取るCDと磁気でSNを読み取るカセットテープやフロッピーだけの時代に、記録密度を上げて標準的な記録媒体としてMOと言う物が開発されました。　その　MOの技術とCDとの両方を取り込んだのがMDですが、ほんとに残念な事に世界的には一般的ではないようです。
　CD-RやDVD－R等はレーザーで焼いて凹凸を再現してますが、MOの技術はレーザーで高温（キューリーなんとか点？）にしてディスク内の分子を磁気で並び替える事で偏光板を通すと反射率が変わる事から　CDに近い反射のオン＆オフで読み取っています。　

MDは　単に見にディスクの略ですが　CDとの違いについて、原理で言えばMOで　Wiki等で調べて頂ければ誤理解戴けるかと思います。

今では　CDもDVDも　RWなる書き換え可能な技術も一般的になっていますので、MDの特異性はなかなか見えない事かと思いますが、録音可能のMDで磁気のみでとか　レーザーの光のみで　って事では原理的には破損しないはずです。　

はてさて、現在の文明が滅びたら　１００００年後とかには　やはり石盤の文字しか残ってないのかなぁ（笑）

　それでも　私は安価なCD-RやDVD－Rを多用してます（爆笑）

この回答への補足

回答、ありがとうございます！

SNを磁気で読み取るのは、カセットテープやフロッピーだったんですね。
私はパソコンを買ってまだまだ初心者マークが取れないので、フロッピーは知りませんし（パソコンにフロッピードライブがない）、MOという言葉さえ知りませんでした。
MOの大きさ、形、用途などもわかりません。
今、他の方の参考URLを読んで、MOを勉強しているところです。
MDは、MOとCDのいいとこ取りだったんですね。
私にとってMOという物体が未知なものだったので、MOを調べることはしませんでした。
MOも調べてみますね。
納期が明日なので、今日じゅうに理解しないといけなくてアセっています。

補足日時：2008/08/01 09:16

この回答へのお礼

参考URLはどれも私には専門的すぎて難しかったので、こういう言葉で説明してくれてわかりやすかったです。
ありがとうございました！

お礼日時：2008/08/01 09:54

No.5 回答者： DAV 回答日時： 2008/07/30 15:31

＞「磁界変調オーバーライト方式」というのが結局わからず、こちらに質問しました。

「磁界変調オーバーライト方式」は、Ｓ極とＮ極で０と１を見分けるとは違うということでしょうか？
かみくだいてお年寄りなどにわかりやすく説明するには、どういう言葉で説明していいか、わかりません。

下記の参考ＵＲＬをご覧下さい。

参考URL：http://www.puwa-net.com/minidisc/technical/tech- …

この回答への補足

回答、ありがとうございます！

実はこちらの参考URLも過去の質問で出てきたのですが、MOというものを見たことも、存在すらも知らなかったので、「また読んでも難しいものが増えるだけ」と思い、MDとは関係ないと思って読みませんでした。
というか最初の一文「「ＭＯ」といえばパソコンではおなじみのリムーバブルな記録メディアです」で、私にとって馴染みのある言葉ではなかったので、その時点でスルーしていました。
理解できるかどうかわかりませんが、現在頑張って読んでいます。

補足日時：2008/08/01 09:25

この回答へのお礼

二度も回答いただき、ありがとうございます。
調べれば調べるほど難しく、何気に使っているものでもよくできているんだという事がわかりました。
MO自体知らなかったので、いい勉強の機会にありました。
ありがとうございました！

お礼日時：2008/08/01 09:37

No.4 回答者： yamaro 回答日時： 2008/07/30 13:25

他の方がほぼ回答されているので1点だけ。

MDの項目で
＞磁気に弱い（例えばMDに磁石をくっつけたりすると、全部がS極やN極になって、読み取れなくなってしまう）

これは間違いです。
録音用MDは書き込み時、レーザーを当ててディスクの表面温度を約180℃まで上げます。この温度はキュリー温度といい、磁性体が磁化されなくなる温度（磁化されていた場合は磁気が消えてしまう）です。
こうしてキュリー温度に達した直後に、反対側から磁気ヘッドを用いて書き込みを行います。この後急速に温度が下がることで磁力を保持します。
ですからカセットテープと違い、磁石を近づけただけではデータは消えません。


また、CDが光に弱いというのは、CD-Rのことではないでしょうか？
市販のプレスされたCDであれば、極端に高温化に置かない限りは問題ないと思いますが。

この回答への補足

回答、ありがとうございます！

MDについて、磁気に弱いというのは間違いだったのですね。
ありがとうございます。
180度まで上げるということは、過去の質問にあった参考URLで読みました。
MDについて、未だどう説明していいか、わかりません。
他の方の補足に書いたように「参考までにMDはこうでCDはこう」と、豆知識的に説明しようと思っています。

＞また、CDが光に弱いというのは、CD-Rのことではないでしょうか？
そうかもしれません。
たくさんの参考文献やウィキペギアで難しい説明を読んでいて、頭が混乱してるのかもしれません。
それで知人の言葉が「わかりやすい！」と思ったのですが、CDと言っても市販のCD、CD-RやWもありますよね。
そこは音楽CDとCD-Rを分けて質問したいと思います。
MDについて、未だわかっていない状態です。

補足日時：2008/07/30 14:46

この回答へのお礼

みなさん詳しくて、私のようにわからない者に、わかりやすく説明する事自体が、一番難しかったと思います。
理解の遅い私に回答いただき、ありがとうございました！

お礼日時：2008/08/01 09:56

No.3 回答者： minollinn 回答日時： 2008/07/30 10:13

専門家ではないですが、検索結果として参考にして話を考えてみてはどうでしょう

探すとまだまだありますが1例として
CD
http://www.isl.ne.jp/it/103/DVD_RAM.html
MD
http://www.puwa-net.com/minidisc/technical/whati …
単純に言えば
CDは光ディスク、レーザー光だけを使う
MDは光磁気ディスク、書き込みにレーザー光と磁気の両方を使う（読み取りは光）
ディスクですからメディアの変形には弱いのは事実だと思います。
保存時に光（紫外線など）に弱いのはCDR類・・などなどの知識がわかります。

この回答への補足

回答、ありがとうございます。
他のみなさんに書いたとおり、実はこちらの参考URLも、過去の質問を検索した時に読みました。
CDのはわかりやすく、知人の言っていた「光の反射」だと思いました。
MDの構造については、この参考URLを読んでも、私が人に簡単な言葉で説明するに至りませんでした。

＞MDは光磁気ディスク、書き込みにレーザー光と磁気の両方を使う（読み取りは光）

ということは、MDは何をもって０と１を読み取る時に判別しているのですか？
「光磁気」を私が理解してないので、この言葉では説明ができないと思います。
理解不足ですみません。

補足日時：2008/07/30 14:38

この回答へのお礼

理解の遅い（足りない）私に回答していただき、ありがとうございました！

お礼日時：2008/08/01 10:02

No.2 回答者： nijjin 回答日時： 2008/07/30 09:47

CDの方はこちらに解説があります。

http://www.phen.mie-u.ac.jp/Misc/kaihoudata/CDMD …
http://www9.wind.ne.jp/fujin/diy/denki/audio/cd- …
http://www.cdot.co.jp/unchiku/13aug03.htm

この回答への補足

回答、ありがとうございます。
実はこれらの参考URLも、過去の質問を調べて読んでいました。
一番上のはわかりやすいようでわからない部分もあり、これを自分の言葉で簡単に伝えることはできないと思い、こちらに質問しました。
二つ目の参考URLは上半分だけ理解してました。
最後のは正直、わからなかったです。

講習の目的はCDとMDの構造の違いでなく、音響の入門のようなもので、受講者には「CDとMDの区別もわからない」という方もいらっしゃるので、CD→レコードの進化形、MD→カセットの進化形と説明しようと思っていました。
ちなみにCDはこういう方式で、MDはこういう方式ですよと、簡単に説明したかったのですが、難しい文献ばかりでどう説明しようか、未だ答えが出ていない状態です。

補足日時：2008/07/30 14:35

この回答へのお礼

CDについては、参考URLで理解することができました。
（特に二つ目）
ありがとうございました！

お礼日時：2008/08/01 10:00

No.1 回答者： DAV 回答日時： 2008/07/30 07:31

＞＝知人が言ってたCDとMDの構造の違い＝

CD・・・光の反射があるかないかで、０か１かを読み取っている。
変形に弱い（熱などで変形してしまうと、光の反射角度が変わってしまい、極端に言えば全部１と読み取られたり全部０と読み取られたりして、読めなくなってしまう）
MD・・・Ｓ極かＮ極かで、０と１を読み取っている。
磁気に弱い（例えばMDに磁石をくっつけたりすると、全部がS極やN極になって、読み取れなくなってしまう）

http://www.puwa-net.com/minidisc/technical/whati …
をお読み頂くとお判りになると思いますが、読み取り時にはCDとMDとも光で読み取っていますので原理的には同じです。（MDが磁気に弱いということはありません。）

＞こちらの質問でたいてい「CDは光に弱い」と書いてあって、「変形」というのは出てこなかったです。

音楽CDとして市販されているものは、0と1のビットを刻んだ原盤にプラステイク盤に転写して製造していますので特に光りに弱いとか変形し易いということはありませんが、PCで自分で焼いて作るCD-Rは有機色素をレーザー光で変色させて焼き込みますので、強い光に当てると読み取れなくなってしまいます。（CD-Rについても変形ということはほとんどありません。）

基本的な違いは、CDは内容の音楽は非圧縮、MDは録音する楽曲数を増やすため圧縮されているということでしょうか。

この回答への補足

回答、ありがとうございます！
実はこの質問を投稿する前、過去の質問検索から参考URLを読んでいました。
「磁界変調オーバーライト方式」というのが結局わからず、こちらに質問しました。
「磁界変調オーバーライト方式」は、Ｓ極とＮ極で０と１を見分けるとは違うということでしょうか？
かみくだいてお年寄りなどにわかりやすく説明するには、どういう言葉で説明していいか、わかりません。

「変形」というのは、熱によってCDのデコボコ（デジタル）の光が正しく読めないという意味でした。
市販のCDをよく車に積んでいましたが、確かに大丈夫でした。
圧縮については、過去の質問から理解しております。

補足日時：2008/07/30 14:26

この回答へのお礼

参考URLは私には難しかったのですが、二度も回答いただきありがとうございました！

お礼日時：2008/08/01 09:58