光カートリッジ テクノロジー
光カートリッジとは、
DS Audioが世界で唯一製造する光電式カートリッジのことです。
検出原理の違い
MM/MCカートリッジも光カートリッジも
どちらも針を通してレコード溝を読み取ることは同じですが、
通常のMM/MCカートリッジは
磁界の中でマグネット(またはコイル)が
振動することで音楽信号を検出します。
一方、光カートリッジは、
LEDとPD(太陽電池)を使い、影の変化（明るさの変化）を
捉えることで音楽信号を検出します。
MM/MCカートリッジは磁界を切ることで発電する為、
マグネット（またはコイル）が動く際に
必ず磁気抵抗が発生してしまいますが、
光カートリッジは
明るさの変化（影の動き）を
検出しているだけなので振動系が動く際の
磁気抵抗が一切発生しません。
その為
振動系にかかる負荷が少なく、
針先がスムースに動くことが出来る。
これが光カートリッジの原理的な
一つ目のメリットになります。
またMM/MCカートリッジは
音楽信号を検出する為にマグネット
またはコアとコイルを動かさなければなりませんが、
光カートリッジの場合は
わずか100ミクロンの厚みの薄い
遮光板を動かすだけで良いため
実行質量が極めて軽いというメリットが
２つ目の光カートリッジの原理的なメリットになります。
MM/MC カートリッジ：「磁気抵抗 あり」、「実効質量 重い」
光カートリッジ：「磁気抵抗 なし」、「実効質量 軽い」
光カートリッジの検出原理
光カートリッジは
赤外線LEDと遮光板と2つのPD（太陽電池）を使い
針の動きを検出します。
動作原理は至って簡単でLEDの前で遮光板が振動し、
その後ろにあるPD(太陽電池)が明るさの変化を検出します。
ここで明るさの変化から
どのようにL,Rチャンネルの信号を
独立して検出するかを説明致します。
写真図はLEDがある位置から
遮光板と太陽電池を見た図となりますが、
レコードの溝が振動（斜め45度方向）すると
振動は針先からカンチレバーに伝わり
遮光板も共に振動します。
遮光板が正面のLEDの光を遮るような形で振動することで、
PD（太陽電池）へ入る明るさは、
明るい→暗い→明るい→暗いと連続的に変化します。
そしてPD(太陽電池)は
その明るさの変化＝レコード盤の溝の動きを
電圧変化としてそのまま出力します。
その際に逆のPD(太陽電池)側は
遮光板の動きが平行移動となることで
太陽電池の明るさは変化しない為、
一つの遮光板で左右2チャンネルのオーディオ信号を
検出をすることが可能になっております。
この基本的な検出原理は
40年前の光電式カートリッジと全く同じです。
ご理解頂きたいのは
PD(太陽電池)の出力は遮光板の動き＝レコード盤の動き
そのものをそのまま電圧変化として出力しており、
一切デジタル化などといったことはされていない
完全なアナログサウンドであるということです。
MM/MC カートリッジ出力 「アナログ」
光カートリッジ出力 「アナログ」
専用イコライザーの必要理由
光カートリッジでは
MM/MC用のフォノイコライザーを使用することは出来ず、
DS Audioの光カートリッジ専用の
フォノイコライザーを使用して頂かなければなりません。
その理由は以下の2つの理由です。
①カートリッジにLEDを使用している関係上
カートリッジに対して電源供給が必要であるが、
その電源供給をイコライザーから行なっているため
光カートリッジのLEDへの電源供給は
トーンアームのグランド（青色と緑色のライン）を使って
電源供給しております。
その為、光カートリッジをご使用頂くには
トーンアームの４本のケーブルが
きちんと独立していることが必須となります。
（現在市場で流通しているほとんどのアームは問題ありません。）
②RIAA補正に必要な電気回路が
MM/MCカートリッジのものと全く異なるため
MM/MCカートリッジの出力は
速度に比例する速度比例型の為
速度の上がるごと（＝高い周波数になると）に
出力が増加します。
光カートリッジ
（昔のクリスタル型やコンデンサ型も同様）は
レコードの溝の動きをそのまま出力する
振幅比例型出力であるため
低い周波数から高い周波数までフラットに出力します。
このように振幅比例型に分類される光カートリッジは、
速度比例型であるMM/MCカートリッジとは
出力形態が異なるため仮に同じレコードを
読み取ったとしても全く異なる出力が得られます。
その為、当然RIAA補正に必要な電気回路も
振幅比例型(光)カートリッジ用のRIAA補正回路と
速度比例型(MM/MC)カートリッジ用のRIAA補正回路は
異なったものとなってきます。
これが光カートリッジを使用する際に
専用のフォノイコライザーが必要となってしまう
２つ目の理由になります。
なお振幅比例型の光カートリッジは
低い周波数から高い周波数まで溝の動きを
そのままフラットに出力できる為、
光カートリッジのRIAA補正回路は
速度比例型(MM/MC)のRIAAイコライザー回路に比べて
圧倒的にシンプルな回路となります。
フォノイコライザーカーブの補正回路が
MM/MC用のフォノイコライザーに比べて
圧倒的にシンプルな回路に出来ること
これも光カートリッジの大きなメリットの一つとなっております。
40年前の光電式カートリッジと
DS Audio光カートリッジの
違いについて
ご存知の方も多いかとは思いますが、
今から40年以上前にも
東芝、シャープ、トリオ、ケンウッドなどから
光電式カートリッジは製品化されていました。
一度製品化された光電式カートリッジが
姿を消してしまったのは、発売された1970年代は
大手会社の開発資源がアナログから
CDへの移行したことが一番大きな理由かとは思いますが、
過去の光電式カートリッジには
どうしても克服できなかった一つの課題がありました。
それは「熱」の問題です。
今から40年前には現在のようにLEDなどはなく、
光電式カートリッジに使用できる
光源はランプしかありませんでした。
このランプを光らせると大量の熱を放出し、
その熱がカートリッジのダンパーゴムを
暖めてしまうことで時間が経つにつれて
ダンパーゴムがどんどん柔らかくなってしまい
コンプライアンスが変化してしまう
（音色が変化していってしまう）という問題がありました。
この問題を克服する為に
各社様々な工夫をしていたようですが
抜本的な解決策は見つからないまま
光電式カートリッジは姿を消してしまいました。
しかしこの頃から磁気から解放された
光電式カートリッジのクリーンで鮮度の高い
音質自体は非常に高く評価されており、
その後40年以上に渡り「伝説の銘機」として
語り継がれて来ました。
ここで何故DS Audioが40年の時を経て
光電式カートリッジを復活させられたかというと、
一番大きな理由は40年間の間に
発光素子、受光素子共にデバイスが大きく進化したことです。
現在は40年前と違い
非常に小型で高出力なLEDを使用出来る為
昔のように熱の問題が発生しません。
（家庭の電気でも蛍光灯の頃の
電球は熱かったかと思いますが、
LED電球にすれば熱くならないのと同じイメージです）
そして光源の波長にしっかり感度特性の合った
高感度なフォトダイオード
（光源の波長でもっとも感度が良く動作する受光素子）を
使用出来る為、非常に高い出力（約40mV）を
取り出すことが可能となっております。
光カートリッジの出力は
約40mVとMM/MCカートリッジと比較すると
約10倍〜100倍にもなる高出力を得られる為、
トーンアーム内を微弱電流で通す必要がない点も
MM/MCカートリッジにない
大きな魅力の一つとなっております。
40年前の光電式カートリッジ
光源 「ランプ」
受光素子「フォトトランジスタ」
DS Audio の光カートリッジ
光源 「赤外線LED」
受光素子 「感度特性の適切に合ったフォトダイオード」
昔から音質自体の評価は高く
伝説の銘機と語り継がれてきた光電式カートリッジですが、
上記のように
ようやく光電式カートリッジの真価を発揮できるような
時代背景が整ったことで
現代に光電式カートリッジが蘇りました。
現代に蘇った「伝説の銘機」の音を
是非一度ご体感ください。
＜Grand Master カートリッジ 仕様＞
発電方式：光電型
チャンネルセパレーション：27dB
出力電圧：70mV（カートリッジ出力）
カンチレバー：ダイヤモンド
針先：マイクロリッジ針
ボディ材：超々ジュラルミン
針圧：2.0g～2.2g（推奨2.1g）
質量：7.7g
＜Grand Master Extreme カートリッジ 仕様＞
発電方式：光電型
チャンネルセパレーション：27dB
出力電圧：70mV（カートリッジ出力）
カンチレバー及び針：一体型ダイヤモンドカンチレバー
ボディ材：超々ジュラルミン
カンチホルダー素材：ステンレス
針圧：2.0g～2.2g（推奨2.1g）
針先：マイクロリッジ針
質量：7.7g
＜DS Master 3 カートリッジ 仕様＞
発電方式 光電型
チャンネルセパレーション 27db 以上 (1KHz)
質量 7.9g
出力電圧 70mV以上 (カートリッジ出力) (1kHz)
カンチレバー 角柱ダイヤモンドカンチレバー
ボディ素材 超々ジュラルミン
カンチホルダー素材 ステンレス
針圧 2.0-2.2g (適正2.1g)
針先 マイクロリッジ針
＜DS W3 カートリッジ 仕様＞
発電方式 光電型
チャンネルセパレーション 27db以上（1KHz）
質量 7.9g
出力電圧 70mV以上（カートリッジ出力）
カンチレバー ボロンカンチレバー
ボディ素材 アルミニウム削りだし
カンチホルダー素材 ステンレス
針圧 1.85-2.05g（適正1.95g）
針先 ラインコンタクト針
＜DS 003 カートリッジ 仕様＞
発電方式 光電型
チャンネルセパレーション 27db以上（1KHz）
質量 7.7g
出力電圧 60mV（1KHz）（カートリッジ出力）
カンチレバー アルミニウムカンチレバー
ボディ素材 アルミニウム削りだし
カンチホルダー素材 ステンレス
針圧 2.0-2.2g（適正2,1g）
針先針先 ラインコンタクト針
＜DS E3 カートリッジ 仕様＞
発電方式：光電型
チャンネルセパレーション：26dB以上（1kHz）
出力電圧：500mV以上（イコライザー出力）
カンチレバー：アルミ
ボディ材：アルミ削り出し
針圧：2.0g～2.2g（適正2.1g）
針先：楕円
質量：7.7g
