JPH05227596A - Microphone - Google Patents

Microphone

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JPH05227596A
JPH05227596A JP5901892A JP5901892A JPH05227596A JP H05227596 A JPH05227596 A JP H05227596A JP 5901892 A JP5901892 A JP 5901892A JP 5901892 A JP5901892 A JP 5901892A JP H05227596 A JPH05227596 A JP H05227596A
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laser light
light
microphone
sound wave
receiving device
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Isao Matsushima
功 松嶋
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Agency of Industrial Science and Technology
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Abstract

PURPOSE:To obtain a microphone of low distortion, a broad band and a broad dynamic range. CONSTITUTION:A laser beam reflector 4 vibrating with a size in accordance with the size of input acoustic wave S at each time is provided. A laser beam Bi is irradiated to the laser beam reflector 4. The reflected laser beam Bo from the laser beam reflector 4 is made incident to a light emitting device 7, which detects the position of the reflected laser beam Bo at each time to detect the size of the acoustic wave at each corresponding time.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は音波を捕え、光信号また
は電気信号に変換するためのマイクロフォンに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a microphone for capturing sound waves and converting them into optical or electrical signals.

【0002】[0002]

【従来の技術】音波を電気信号に変換するマイクロフォ
ンの歴史は古く、特性的にも徐々に進歩はしてきたが、
長い間に亙り、革新的な改良というものは見られなかっ
た。ちなみに、従来のマイクロフォンをその動作原理に
基づいて分類してみると、マグネティック型ないしダイ
ナミック型と呼ばれる電磁誘導型のもの、エレクトレッ
トコンデンサ型等、静電効果を利用したもの、そしてク
リスタル型とかセラミック型等と呼ばれる、圧電効果を
利用したものに限られていた。
2. Description of the Related Art Microphones for converting sound waves into electric signals have a long history and have been gradually advanced in terms of characteristics.
Over the years, no innovative improvements have been seen. By the way, when classifying conventional microphones based on their operating principles, electromagnetic types such as magnetic type or dynamic type, electret condenser type, etc. that use electrostatic effect, and crystal type or ceramic type are used. It was limited to those utilizing the piezoelectric effect, which is called "etc."

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のマ
イクロフォンは、それぞれの動作原理ごとに一長一短が
あるが、共通した欠点は、いずれもアナログ電気信号し
か取り出せず、しかもその大きさが、代表的に数mV程
度と微弱なことである。そのため、良好なS/N(信号
対雑音)比を取ることが難しく、マイクロフォン回路全
体として高い変換性能を得ようとすれば、後続の増幅器
にも極めて低雑音のものを要求し、増幅器までの配線に
も大いに気を使わねばならなかった。また、電界や磁界
の非一様性に伴う非直線歪みから逃れ得ず、相当に優秀
なる特性のものでも、数%オーダの歪みの発生を避け得
なかった。これは、後続の増幅器における増幅歪みに比
し、三桁も四桁も劣る値である。極く簡単な増幅器でも
コンマ数%オーダの歪みのものは容易に得られるし、高
級な増幅器では、最早%オーダではなく、ppmオーダ
で歪みを計らねばならない程、低雑音、低歪みのものさ
えあることを考えると、入力におけるマイクロフォンの
歪みこそ、大いに低減せねばならない問題である。さら
に、浮遊容量やインダクタンスの影響により、周波数特
性も余り伸びず、高級なエレクトレットコンデンサ型で
は、可聴帯域上限とされている20KHZを余裕を持っ
てクリアする周波数特性を持つものもありはしたが、大
方は狭い周波数帯域を甘受せざるを得なかった。したが
って当然のことながら、可聴帯域のみを検出すれば良い
という、これまでのマイクロフォンの概念を越え、例え
ば超音波帯域を検出し得るような要求がなされても、こ
れに応え得るものはほとんどなかった。本発明は、この
ような実情に鑑みてなされたもので、全くにして新たな
る動作原理に従い、既存のマイクロフォンの持つ上述の
欠点を解消ないし緩和し、さらには昨今の高精度なデジ
タル記録技術や光伝送方式、光回路技術にも真にふさわ
しいマイクロフォンを提供せんとするものである。
The above-mentioned conventional microphones have advantages and disadvantages depending on their operating principles, but the common drawback is that they can only take out an analog electric signal, and their size is typical. In general, it is a few mV. Therefore, it is difficult to obtain a good S / N (signal-to-noise) ratio, and if high conversion performance is to be obtained for the entire microphone circuit, a very low-noise amplifier is required for the subsequent amplifier. I had to pay a lot of attention to the wiring. In addition, non-linear distortion due to non-uniformity of electric field and magnetic field cannot be escaped, and even a material having considerably excellent characteristics cannot avoid occurrence of distortion of the order of several%. This is three or four orders of magnitude worse than the amplification distortion in the subsequent amplifier. Even a very simple amplifier can easily obtain a distortion of the order of a few percent of a comma, and a high-end amplifier can have a low noise and a low distortion such that the distortion must be measured in the ppm order instead of the% order. Given that, the distortion of the microphone at the input is a problem that must be greatly reduced. Furthermore, due to the influence of the stray capacitance and inductance, frequency characteristics not extend much in the exclusive electret condenser type, also there was the one with a frequency characteristic to clear with a margin of 20 kHz Z being the audible range upper limit However, most were forced to accept narrow frequency bands. Therefore, as a matter of course, even if there is a request to detect only the audible band, which goes beyond the conventional concept of a microphone and that can detect the ultrasonic band, for example, there is almost no one that can respond to this. .. The present invention has been made in view of the above circumstances, and completely eliminates the above-mentioned drawbacks of the existing microphones and alleviates the above-mentioned drawbacks according to a new operation principle, and further, high precision digital recording technology of recent years and It aims to provide a microphone that is truly suitable for optical transmission systems and optical circuit technology.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、入力してくる音波の周波数に応じた振動数
で、かつ当該音波の音圧に応じた大きさで振動すると共
に、照射されるレーザ光を反射するレーザ光反射手段を
設け、このレーザ光反射手段からの反射レーザ光の位置
変化または形状の変化を捕える受光装置を設ける。レー
ザ光反射手段は音波を直接に受ける振動板手段に対し、
機械的に連動するように接続された独立の手段であって
も良いし、振動手段がこれを兼ねても良い。さらに、レ
ーザ光のそのときどきの位置の変化ではなく、反射レー
ザ光の形状変化を捕えるときには、レーザ光反射手段
は、特にダイアフラム形状とする。これに対し、受光装
置は、そのときどきで反射されたレーザ光の位置または
形状の変化を検出し得るものであれば良い。
In order to achieve the above object, the present invention vibrates at a frequency corresponding to the frequency of an input sound wave and at a magnitude corresponding to the sound pressure of the sound wave, and irradiates the same. A laser beam reflecting means for reflecting the laser beam is provided, and a light receiving device for catching a position change or a shape change of the reflected laser beam from the laser beam reflecting means is provided. The laser light reflecting means is different from the vibrating plate means that directly receives sound waves.
It may be an independent means connected so as to be mechanically interlocked, or the vibrating means may also serve as this. Further, the laser light reflecting means is particularly in the shape of a diaphragm when catching a change in the shape of the reflected laser light rather than a change in the position of the laser light at that time. On the other hand, the light receiving device may be any device that can detect a change in the position or shape of the laser light reflected at that time.

【0005】[0005]

【実施例】図1には、本発明に従って構成されたマイク
ロフォンの第一の実施例の概略構成図が示されている。
まず、検出すべき音波Sを受けることのできる振動手段
1がある。振動手段1は、一般的に板状の形状をなして
いて良く、したがって、以下では振動板1と称するが、
この振動板1は、この点ではこれまでに提案されてきた
マイクロフォンと同様に、入力音波Sのない状態では所
定の静止位置に定置し、入力音波Sの振動数に応じ、か
つその音圧(大きさ)に応じた移動距離で振動するよう
に、適当なる弾性手段2により保持されている。弾性手
段2の種類、材質は任意であり、バネ、ゴムその他、既
存のマイクロフォンにて望ましいとされている材質や部
品を使用すれば良い。ちなみに、電気信号への変換系に
よる歪みや非直線性、浮遊容量やインダクタンスの存在
を考えず、振動板1の振動系だけを考えるならば、既存
のメカニズムでも極めて低歪み、広帯域、広ダイナミッ
クレンジの振動系が得られている。換言すれば本発明
は、この振動系本来の優秀な性質を損なうことなく、こ
れを最大限に発揮させるものである。
1 is a schematic block diagram of a first embodiment of a microphone constructed according to the present invention.
First, there is a vibrating means 1 that can receive a sound wave S to be detected. The vibrating means 1 may have a generally plate-like shape, and therefore will be referred to as the vibrating plate 1 below.
In this respect, the diaphragm 1 is placed at a predetermined stationary position in the absence of the input sound wave S, in accordance with the frequency of the input sound wave S, and its sound pressure ( It is held by a suitable elastic means 2 so that it vibrates at a moving distance according to its size. The type and material of the elastic means 2 are arbitrary, and springs, rubbers, and other materials and parts that are desirable for existing microphones may be used. By the way, if you consider only the vibration system of the diaphragm 1 without considering the distortion and nonlinearity due to the conversion system to electric signals, the existence of stray capacitance and inductance, the existing mechanism has extremely low distortion, wide band, wide dynamic range. The vibration system of is obtained. In other words, the present invention makes the most of this excellent characteristic of the vibration system without impairing it.

【0006】振動板1に対し、この実施例では、適当な
る機械的接続手段3を介して、振動板1と同一の周波
数、比例的な大きさで振動するレーザ光反射手段4を設
けている。一般には、このレーザ光反射手段4もまた、
板状として良いので、以下ではレーザ光反射板4または
単に反射板4と称するが、このレーザ光反射板4は、図
示の場合、その一端が支軸5に支承され、入力音波Sの
周波数と大きさに応じて当該支軸5の周りに回転方向の
振動をする。
In this embodiment, a laser beam reflecting means 4 which vibrates at the same frequency as the diaphragm 1 and a proportional magnitude is provided to the diaphragm 1 via an appropriate mechanical connecting means 3. .. Generally, this laser light reflecting means 4 also
Since it may be in the form of a plate, it will be referred to as the laser beam reflector 4 or simply the reflector 4 in the following, but in the case of this laser beam reflector 4, one end thereof is supported by the support shaft 5 and the frequency of the input sound wave S is Vibration in the rotation direction is generated around the support shaft 5 according to the size.

【0007】一方、このレーザ光反射板4の裏面に対し
ては、レーザ光源6から発せられたレーザ光Bi が照射
され、当該レーザ光反射板4にて反射された反射レーザ
光Bo は受光装置7に入力する。受光装置7は、そのと
きどきで入力してくる反射レーザ光Bo の位置の変化を
適当なる分解能で検出できれば、既存の技術により得ら
れるどのようなタイプのものであっても良く、当該その
ときどきのレーザ光入射位置に応じ、電気的デジタル信
号として対応するバイナリコードを出力したり、アナロ
グ電気信号や光信号を出力したりするもので良いし、さ
らには感光フィルム等の記録媒体に直接、そのときどき
のレーザ光位置を記録したりするものであっても良い。
なお、当該レーザ光に関し、レーザ光源6からレーザ光
反射板4を照射するように発せられるそれには符号Bi
を用い、レーザ光反射板4により反射された後のそれに
は符号Bo を用いているが、両者を特に区別する必要が
ない場合には、添字 i, o を省略し、単にレーザ光Bと
称する。
On the other hand, the back surface of the laser light reflecting plate 4 is irradiated with the laser light B i emitted from the laser light source 6, and the reflected laser light B o reflected by the laser light reflecting plate 4 is Input to the light receiving device 7. The light-receiving device 7 may be of any type obtained by the existing technology as long as it can detect the change in the position of the reflected laser beam B o input at that time with an appropriate resolution. Depending on the laser light incident position, the corresponding binary code may be output as an electrical digital signal, or an analog electrical signal or an optical signal may be output, or directly to a recording medium such as a photosensitive film. It may record the laser beam position from time to time.
Regarding the laser light, a laser beam emitted from the laser light source 6 so as to irradiate the laser light reflecting plate 4 is denoted by a symbol B i.
Is used, and the symbol B o is used for that after being reflected by the laser light reflection plate 4. However, when it is not necessary to distinguish between the two, the subscript i, o is omitted and the laser light B is simply used. To call.

【0008】本発明によるこうしたマイクロフォン構造
によると、入力してくる音波Sにより、振動板1が振動
し、その動きがレーザ光反射板4の支軸5を中心とした
比例的な回転振動に変換されると、当該レーザ光反射板
4の裏面に入射してきたレーザ光Bi の反射方向が対応
的に変化する。したがって、受光装置7により、入力音
波Sの周波数及び音圧に応じた反射レーザ光Bo の入射
位置の変化を捕えることで、従来のように変換系におけ
る電気的な浮遊容量やインダクタンスの影響を受けるこ
となく、広帯域にして低歪み、高ダイナミックレンジの
マイクロフォンを得ることができる。
According to the microphone structure of the present invention, the input sound wave S causes the diaphragm 1 to vibrate, and its movement is converted into proportional rotational vibration about the support shaft 5 of the laser light reflector 4. Then, the reflection direction of the laser beam B i incident on the back surface of the laser beam reflector 4 changes correspondingly. Therefore, by capturing the change of the incident position of the reflected laser light B o according to the frequency and the sound pressure of the input sound wave S by the light receiving device 7, the influence of the electrical stray capacitance and the inductance in the conversion system as in the conventional case is obtained. It is possible to obtain a microphone with a wide band, low distortion, and a high dynamic range without receiving it.

【0009】上述のように、本発明によるにしても、受
光装置7に本質的な限定はないが、ここで参考のため、
望ましい受光装置の構成例につき、幾つか挙げて置く。
まず、図2に示されている受光装置7につき説明する
と、この場合には、レーザ光Bo は、模式的に薄いドッ
ト模様を付して示す細長な長方形状のように、照射方向
(進行方向)と、上記した位置変化方向(図2中では双
方向矢印Fで示す方向)との双方に対し、共に直角な方
向に長手寸法を有する横長なビームとなるよう、適当な
る光学系(図示せず)を介して成形される(入射光Bi
の段階で成形されていて良い)。一方、受光装置7は、
反射レーザ光Bo の位置変化方向Fに沿って最大でm個
の光検出素子(例えばフォトダイオード)を有する一次
元フォトダイオードアレイを、反射レーザ光Bo の横長
な方向に沿ってn列、並設してなっている。図示の場
合、nは4であり、各列ごとにそのフォトダイオードア
レイに対し、符号81 ,82 ,84 ,88 を付すなら
ば、まず、いずれのフォトダイオードアレイ81 ,8
2 ,84 ,88 も、少なくともその列中の最大m個の光
検出素子の中、いずれか一つにでも光の入射があると、
その出力端子に電気的に論理「1」と認め得る電気信号
を発するように構成されている。
As described above, the light receiving device 7 is not essentially limited according to the present invention.
Some examples of desirable light receiving device configurations are given below.
First, when explained photodetection device 7 shown in FIG. 2, in this case, the laser beam B o, as the elongated rectangular shape are denoted a schematic thin dot pattern, the irradiation direction (traveling Direction) and the above-mentioned position change direction (direction indicated by a double-headed arrow F in FIG. 2), both of which are suitable for forming a laterally long beam having a longitudinal dimension in a direction perpendicular to both directions. (Not shown) via (incident light B i
It may have been molded at the stage of). On the other hand, the light receiving device 7
A one-dimensional photodiode array having a reflected laser beam B o m-number of light detecting elements at a maximum along the positional change direction F (eg photodiode), along a horizontal direction of the reflected laser beam B o n columns, They are arranged side by side. In the illustrated case, n is 4, and if the photodiode arrays 8 1 , 8 2 , 8 4 , 8 8 are assigned to each column, first, which photodiode array 8 1 , 8
2 , 8 4 and 8 8 also have light incident on at least one of the maximum m photodetector elements in the row,
The output terminal is configured to emit an electric signal which can be electrically recognized as logic "1".

【0010】しかし、この実施例では、各フォトダイオ
ードアレイ81 ,82 ,84 ,88のそれぞれにあっ
て、図中、濃いドット模様を付してある升目で示される
光検出素子のみが、光の入射に対して感度を示すように
構成されている(換言すれば、白い升目で示される光検
出素子は、光入射面のマスキングないしは変換電気出力
線路の切断等により、感度を示さないように構成されて
いる)か、または、濃いドット模様を付してある升目の
位置にのみ、光検出素子が設けられていて、かつ各列相
互の関係で見ると、その時々で同一の横長レーザ光Bo
により照射されたとき、感度を示す光検出素子がその位
置にあるかないかが異なっている。つまり、図2に示さ
れている受光装置7は、最大でm×nの光検出素子のマ
トリックス配置において、いわゆるプログラマブルロジ
ックアレイに準じた構成原理により、四つの並列したフ
ォトダイオードアレイの各出力の組合せに、レーザ光の
そのときどきの位置に応じたデジタル電気信号として、
バイナリコードを直接に出力するように組まれている。
したがって、図示配置の場合、図中で右端に位置する第
一のフォトダイオードアレイ81 の出力は重みが21のL
SBビット出力D1、二番目のフォトダイオードアレイ
2 の出力は重みが22の第二ビット出力D2、三番目の
フォトダイオードアレイ84 の出力は重みが24の第三ビ
ット出力D4となり、左端に位置するフォトダイオード
アレイ88 の出力は、いわゆるMSBとして、その重み
が28の最上位ビット出力D8となる。例えば、レーザ光
o が図2に示されている位置にあるとき、このレーザ
光Bo を受ける光検出素子が設けられているか、その照
射位置において感度を示す光検出素子を持っているフォ
トダイオードアレイは左端のアレイ88 のみなので、1
−2−4−8コードによる出力論理は、MSB側から
「1000」となる。
However, in this embodiment, in each of the photodiode arrays 8 1 , 8 2 , 8 4 , and 8 8 , only the photo-detecting elements shown by squares with a dark dot pattern in the drawing are shown. However, it is configured to show sensitivity to the incidence of light (in other words, the photo-detecting element shown by the white squares exhibits sensitivity by masking the light-incident surface or cutting the conversion electric output line. Or the photodetector is provided only at the positions of the squares with a dark dot pattern, and when viewed from the relationship between the columns, the same from time to time. Horizontal laser beam B o
It is different whether or not the photo-detecting element exhibiting sensitivity when illuminated by is located at that position. That is, in the light receiving device 7 shown in FIG. 2, in the matrix arrangement of the maximum of m × n photodetecting elements, the outputs of the four parallel photodiode arrays are arranged according to the so-called programmable logic array. In combination, as a digital electrical signal according to the current position of the laser light,
It is designed to output binary code directly.
Therefore, in the case of the arrangement shown in the figure, the output of the first photodiode array 8 1 located at the right end in the figure is the L of weight 2 1
The SB bit output D1, the output of the second photodiode array 8 2 is the second bit output D2 having a weight of 2 2 , and the output of the third photodiode array 8 4 is the third bit output D4 having a weight of 2 4 , The output of the photodiode array 8 8 located at the left end is a so-called MSB, which is the most significant bit output D8 having a weight of 2 8 . For example, when the laser beam B o is at the position shown in FIG. 2, a photodetector element that receives the laser beam B o is provided, or a photodetector element that has sensitivity at the irradiation position is provided. Since the diode array is the leftmost array 8 8 only, 1
The output logic of the -2-4-8 code is "1000" from the MSB side.

【0011】明らかなように、図2に示されている受光
装置構成例の場合には、最も下に位置する光検出素子の
組合せから順に、最も上に位置するそれらの組合せにま
で至る組合せ関係に認められるように、最小バイナリ値
「0000」から順次、通常の二進法により、「000
1」,「0010」,・・・・・ と1づつインクリメントし
ながら進み、最大論理値「1111」にまで至る例が示
されているが、論理値の設定の仕方は任意であるし、そ
もそも、必要とする分解能ないしはダイナミックレンジ
に応じ、ビット数(アレイ数)は任意に変更可能であ
る。
As is apparent, in the case of the configuration example of the light receiving device shown in FIG. 2, the combinational relations from the combination of the photodetecting elements located at the bottom to the combination at the topmost in order. As can be seen from the above, the smallest binary value "0000" is sequentially read by the ordinary binary system to "000".
1 ”,“ 0010 ”, ... Increment by 1, and an example of reaching the maximum logical value“ 1111 ”is shown, but the method of setting the logical value is arbitrary, and in the first place. The number of bits (the number of arrays) can be arbitrarily changed according to the required resolution or dynamic range.

【0012】図3には、同様に反射レーザ光Bo の位置
変化、ひいては入力音波のそのときどきの瞬時的な大き
さに応じてデジタルバイナリコードを出力するが、図2
に示されたものとは異なる構成の受光装置7が示されて
いる。すなわち、この受光装置7でも、先と同様、フォ
トダイオードアレイ8を用いているものの、これは一つ
で良く、かつ、反射レーザ光Bo の移動方向Fに対して
m個設けられる光検出素子(各升目で表記)は全て、光
感度を有している。この場合、反射レーザ光Bo は、特
に横長である必要はなく、通常の細いビーム形状のまま
であって良くて、そのときどきのレーザ光反射板4の位
置に応じ、どれか一つの光検出素子を照射する。そし
て、フォトダイオードアレイ8は、各光検出素子の出力
を組合せ論理回路9に入力するように構成されており、
組合せ論理回路9では、あらかじめ定められている関係
に従い、各光検出素子に個別の大きさの論理値信号を発
する。この出力の分解能も任意であり、図示の場合には
先と同様、出力D1,D2,D4,D8の1−2−4−
8コード(LSB側から)に従う論理値を生ずる場合が
予定されているが、これに限らない。
Similarly, in FIG. 3, a digital binary code is output according to the position change of the reflected laser light B o , and eventually the instantaneous magnitude of the input sound wave.
A light receiving device 7 having a configuration different from that shown in FIG. That is, even in the light receiving device 7, the photodiode array 8 is used as in the previous case, but the number of the photodiode array 8 may be one, and m photo detecting elements are provided in the moving direction F of the reflected laser light B o. All (indicated by squares) have photosensitivity. In this case, the reflected laser light B o does not have to be particularly long in the horizontal direction, and may have an ordinary narrow beam shape. Depending on the position of the laser light reflecting plate 4 at that time, any one of the light detection beams may be detected. Illuminate the element. The photodiode array 8 is configured to input the output of each photodetection element to the combinational logic circuit 9,
The combinational logic circuit 9 emits a logic value signal of an individual magnitude to each photodetecting element according to a predetermined relationship. The resolution of this output is also arbitrary, and in the case of the figure, the output D1, D2, D4, D8 1-2-4-
It is planned that a logical value according to 8 codes (from the LSB side) will be generated, but it is not limited to this.

【0013】図4に示される受光装置7は、反射レーザ
光Bo の光路途中に介挿され、当該反射レーザ光Bo
位置変化方向Fに沿って所定のピッチでスリットS10,・
・・・・を連続させた簾(すだれ)状スリット手段10を有
している。そのため、反射レーザ光Bo は、そのときど
きの音波の大きさに応じてスリット群によりチョッパリ
ングされるので、簾状スリット手段10の出力光BS
は、音波の大きさに応じてパルス幅変調された光信号B
S となる。したがって、光回路により、これをそのまま
処理することもできるが、電気信号に変換するには、図
4に併示されている残りの構成を組み込めば良い。すな
わち、簾状スリット手段10の出力光BS を、適当なる
レンズ系11により、一般的にフォトダイオードで良い
光検出素子12に入力し、その変換電気信号を、通常の
カウンタ技術で構成することのできるパルス処理回路1
3に入力すれば、その出力にデジタルコード出力を得る
ことができる。
[0013] receiving device 7 shown in FIG. 4 is inserted on the way of the light path of the reflected laser beam B o, slits S 10 at a predetermined pitch along the positional change direction F of the reflected laser beam B o, ·
.. has a blind-shaped slit means 10 in which .. Therefore, the reflected laser beam B o is choppered by the slit group according to the magnitude of the sound wave at that time, and therefore the output beam B S of the blind slit means 10.
Is an optical signal B whose pulse width is modulated according to the magnitude of the sound wave.
It becomes S. Therefore, this can be processed as it is by the optical circuit, but in order to convert it into an electric signal, the remaining configuration shown in FIG. 4 can be incorporated. That is, the output light B S of the blind-shaped slit means 10 is input to the photo-detecting element 12, which may be generally a photodiode, by an appropriate lens system 11, and the converted electric signal is constructed by a normal counter technique. Pulse processing circuit 1
If it is input to 3, the digital code output can be obtained at the output.

【0014】もちろん、上述した三つの受光装置構成例
によるデジタルコード出力は、これをデジタル−アナロ
グ変換すればアナログ電気信号とすることができるが、
むしろ、上述のような構成の受光装置によると、これま
でのマイクロフォンでは音波の入力に応じ、直接にはデ
ジタル出力を発生できなかったのに対し、これを発生で
きる点に特徴がある。アナログ電気出力を得るので良い
ならば、次のような受光装置構成例もある。
Of course, the digital code output by the above-described three light receiving device configuration examples can be converted into an analog electric signal by digital-analog converting it.
Rather, according to the light-receiving device having the above-described configuration, the conventional microphone cannot generate a digital output directly in response to the input of a sound wave, but is characterized in that it can generate the digital output. If an analog electric output can be obtained, the following light receiving device configuration example is also available.

【0015】図5に示される受光装置7は、反射レーザ
光Bo の位置変化の方向Fに沿って濃度の変化した可変
濃度フィルタ14を有している。図示の場合には、反射
レーザ光Bo の等価方向の断面寸法が当該反射レーザ光
の移動方向Fに沿って変化する構造を持つ結果、横から
見ると三角形状をなす可変濃度フィルタ14が示されて
いるが、これはフィルタ内部の光吸収媒体の濃度分布が
方向Fに沿って変化することにより、可変濃度特性を得
ているものでも良い。いずれにしても、こうした構成の
受光装置によれば、入力音波のそのときどきの大きさと
当該可変濃度フィルタを通過するレーザ光Bo のそのと
きどきの光量または減衰量とを対応関係におくことがで
きるから、そうした光量により、音波を検出することが
できる。これを電気信号に変換するのが必要な場合に
は、図5に併示されているように、可変濃度フィルタ1
4の出力光Bo'を適当なるレンズ系11によりフォトダ
イオード等の光検出素子12に入力し、それからアナロ
グ電気出力を取り出せば良い。
The light receiving device 7 shown in FIG. 5 has a variable density filter 14 whose density changes along the direction F of the position change of the reflected laser light B o . In the illustrated state, results equivalent direction cross-sectional dimension of the reflected laser beam B o has a structure that changes along the moving direction F of the reflected laser beam, the variable density filter 14 which forms a triangular shape when viewed from the side shown However, the density distribution of the light absorbing medium inside the filter may be changed along the direction F to obtain the variable density characteristic. In any case, according to the light receiving device having such a configuration, the occasional magnitude of the input sound wave and the occasional light amount or attenuation amount of the laser light B o passing through the variable density filter can be associated with each other. Therefore, the sound wave can be detected by such an amount of light. When it is necessary to convert this into an electric signal, as shown in FIG.
The output light B o 'of No. 4 may be input to the photodetecting element 12 such as a photodiode through an appropriate lens system 11 and then the analog electric output may be taken out.

【0016】同様にアナログ電気出力を取り出すのに
も、図6に示されているような方法もある。つまり、レ
ーザ光Bを、図6中で模式的に薄いドット模様を付して
示す細長な長方形状のように、照射方向(進行方向)
と、上記した位置変化方向Fとの双方に対し、共に直角
な方向に長手寸法を有する横長なビームとなるように、
適当なる光学系(図示せず)を介して成形する一方で
(この点では先に述べた図2に示される実施例と同
様)、そうした横長な形状を持つ反射レーザ光Bo の光
路途中には、当該反射レーザ光Bo を通過させる開口1
6の幅が、レーザ光の位置変化方向Fに沿って変化する
可変スリット15を介挿する。図6中には、この可変ス
リット15を正面から見た図も併示しているので理解し
易いが、この場合には、当該スリットないし開口16
は、平面的に見ると三角形状になっているので、ここを
通過する出力光Bo'は、その光強度において、入力音波
に比例するものとなる。したがって、これを電気信号に
変換したい場合には、図5に示した実施例と同様、適当
なるレンズ系11により当該出力光Bo'を適当なる光検
出素子12に収束すれば、この光検出素子12の出力に
対応するアナログ電気出力を得ることができる。
Similarly, there is a method for extracting the analog electric output as shown in FIG. That is, the laser beam B is irradiated in the irradiation direction (traveling direction) like a slender rectangular shape schematically shown with a thin dot pattern in FIG.
And a horizontal beam having a longitudinal dimension in a direction perpendicular to both the above-mentioned position change direction F,
While shaping is performed via an appropriate optical system (not shown) (in this respect, it is similar to the embodiment shown in FIG. 2 described above), on the way of the optical path of the reflected laser light B o having such a horizontally long shape. Is an opening 1 through which the reflected laser light B o passes.
The width of 6 is inserted through the variable slit 15 which changes along the position change direction F of the laser beam. In FIG. 6, a view of the variable slit 15 seen from the front is also shown, which is easy to understand, but in this case, the slit or opening 16 is concerned.
Has a triangular shape when seen in a plan view, the output light B o ′ passing therethrough is proportional to the input sound wave in its light intensity. Therefore, if it is desired to convert this into an electric signal, as in the embodiment shown in FIG. 5, if the output light B o 'is converged by the appropriate lens system 11 to the appropriate photodetection element 12, this photodetection is performed. An analog electrical output corresponding to the output of element 12 can be obtained.

【0017】図7は、さらに異なる改変例を示してい
る。まず第一に、これまでは振動板1とレーザ光反射板
4とが別体の部材であったのが、振動板1の裏面を鏡面
加工することにより、レーザ光反射板4としても使用し
ている点である。この点は、他の実施例に対しての同様
に適用できる。逆に、これまで同様、振動板1とレーザ
光反射板4とを別体の部材とし、それらを機械的手段に
より連動するように連結する場合、反射レーザ光Bo
位置変化の程度が小さ過ぎるときには、当該機械的連結
手段に「てこ」を利用することで、機械的な増幅を図る
こともできる。しかし、本発明の目的からすると、でき
るだけ、機械的な可動部分は少ないに越したことがな
い。その意味からは、この図7に示されているように、
振動板1がレーザ光反射板4を兼ねる構成例は極めて有
利である。
FIG. 7 shows a further modified example. First of all, the diaphragm 1 and the laser light reflection plate 4 have been separate members until now, but the rear surface of the vibration plate 1 can also be used as the laser light reflection plate 4 by mirror-finishing. That is the point. This point can be similarly applied to other embodiments. On the contrary, when the vibration plate 1 and the laser light reflection plate 4 are separate members and are connected so as to be interlocked with each other by mechanical means, the degree of positional change of the reflected laser light B o is small. When it passes, a mechanical lever can be used for the mechanical connecting means to achieve mechanical amplification. However, for the purposes of the present invention, there are as few mechanical moving parts as possible. From that meaning, as shown in FIG.
The configuration example in which the vibration plate 1 also serves as the laser light reflection plate 4 is extremely advantageous.

【0018】図7に示されている第二の改変例は、いわ
ゆるレーザ距離計17を利用している点である。当然、
この場合には、レーザ光源も、受光装置7も、このレー
ザ距離計の構成部品中に含まれる。レーザ距離計の中、
代表的かつ高精度なものは、レーザ光の干渉原理を利用
したものである。そこで、これを採用する場合には、当
該レーザ干渉計を構成する複数の反射鏡の一つを、本発
明で言うレーザ光反射板4とすれば、このレーザ光反射
板4の移動量(変位量)がレーザ波長に比して大きい限
り、当該干渉原理により生ずる光の明暗に基づき、入力
音波のそのときどきの大きさに応じてパルス幅変調され
たレーザ光出力を得ることができる。
The second modification shown in FIG. 7 is that a so-called laser range finder 17 is used. Of course,
In this case, both the laser light source and the light receiving device 7 are included in the components of this laser range finder. Inside the laser rangefinder,
A typical and highly accurate one utilizes the principle of interference of laser light. Therefore, when this is adopted, if one of the plurality of reflecting mirrors constituting the laser interferometer is the laser light reflecting plate 4 in the present invention, the movement amount (displacement) of the laser light reflecting plate 4 is changed. As long as (amount) is larger than the laser wavelength, it is possible to obtain a laser light output that is pulse-width modulated according to the occasional magnitude of the input sound wave based on the light and darkness of light generated by the interference principle.

【0019】これに対し、レーザ光反射板4の移動距離
が不足するような場合には、図8に示されているよう
に、レーザ光反射板4を第一の反射鏡とし、これに対面
する関係で第二の反射鏡として固定の反射鏡18を設
け、これら第一反射鏡4と第二反射鏡18との間でレー
ザ光Bを適当回数、反射、往復させるように図れば良
い。超音波領域までを対象としたマイクロフォンを構築
する場合にも、音速に比し、光速は問題にならない程速
いので、このような繰り返し反射方式を採用しても何等
支障は生じない。もちろん、このことは、他の実施例に
も適用でき、先に述べた機械的な「てこ」の利用に代え
ることができる。
On the other hand, when the moving distance of the laser light reflecting plate 4 is insufficient, the laser light reflecting plate 4 is used as the first reflecting mirror as shown in FIG. Therefore, a fixed reflecting mirror 18 is provided as the second reflecting mirror, and the laser beam B may be reflected and reciprocated between the first reflecting mirror 4 and the second reflecting mirror 18 a proper number of times. Even in the case of constructing a microphone for the ultrasonic region, the speed of light is so high that it does not cause a problem compared with the speed of sound, so that there is no problem even if such a repeated reflection method is adopted. Of course, this can be applied to other embodiments and can replace the use of the mechanical "lever" described above.

【0020】一方、これまで述べてきた実施例では、い
ずれも、レーザ光反射板4に対する照射レーザ光Bi
入口と、レーザ光反射板4から受光装置7への出射レー
ザ光Bo の出口とは、空間的に互いに異なる位置にあっ
たが、図9に示されている光スイッチメカニズムを採用
し、入出力レーザ光Bi ,Bo の時間的な分離を図れ
ば、入口と出口は同じ位置とすることができる。すなわ
ち、図9には、第一の時間幅でレーザ光源6からレーザ
光反射手段4へのレーザ光Bi の照射を許し、第二の時
間幅で当該レーザ光反射板4から受光装置7への反射レ
ーザ光Bo の照射を許す光スイッチ19が設けられてい
る。さらに、この実施例では、上述したように、音波S
の入力に伴うレーザ光反射板4の機械的へに量が不足す
る場合、これを増幅する機能も組込まれている。
On the other hand, in all of the embodiments described so far, the entrance of the irradiation laser light B i to the laser light reflecting plate 4 and the exit of the outgoing laser light B o from the laser light reflecting plate 4 to the light receiving device 7 are carried out. Are spatially different from each other, but if the optical switching mechanism shown in FIG. 9 is adopted and the input and output laser beams B i and B o are temporally separated, the inlet and the outlet are Can be in the same position. That is, in FIG. 9, irradiation of the laser light B i from the laser light source 6 to the laser light reflecting means 4 is allowed in the first time width, and the laser light reflecting plate 4 is transferred to the light receiving device 7 in the second time width. An optical switch 19 is provided to permit the irradiation of the reflected laser light B o . Further, in this embodiment, as described above, the sound wave S
When the mechanical quantity of the laser light reflecting plate 4 is insufficient due to the input of, the function of amplifying this is also incorporated.

【0021】以下、動作を追いながら説明すると、当
初、レーザ光源6から出射したレーザ光Bi は、仮想線
の矢印aで示すように、適当に短い時間で良い第一の時
間幅だけ、光スイッチ19を通過し、レーザ光反射板4
に照射される。当該第一の時間幅が経過すると光スイッ
チ19は閉じ、レーザ光反射板4から反射されてきた矢
印cで示す反射レーザ光を再びレーザ光反射板4に反射
するように機能する。したがって、光スイッチ19が閉
じている間は、レーザ光は当該光スイッチ19とレーザ
光反射板4との間を往復し、上述したように、入力音波
Sによるレーザ光反射板4の変位量が小さい場合、これ
を増幅する機能を営む。この時、当該往復するレーザ光
の減衰が問題になるようなら、図9中に併示されている
ように、このレーザ光経路中に適当なる光増幅器20を
介挿すれば良い。次に、光スイッチ19は、これも適当
に短い第二の時間幅だけ、仮想線の矢印bで示すように
光路を切り替え、レーザ光反射板4からの反射レーザ光
o を光検出器21に入力させる。その一方、レーザ光
源6が発した元のレーザ光Bi もまた、半透鏡22によ
ってこの光検出器21に導かれているので、それらの位
相情報差等によって、そのときのレーザ光反射板4の位
置を知ることができる。そこで、上述の動作を検出対象
とする音波Sの周波数よりも十分速い速度で繰返せば、
実質的にはリアルタイムで音波Sを検出することができ
る。
The operation will be described below. The laser light B i emitted from the laser light source 6 is initially emitted for a first time width which is a short time, as indicated by an imaginary line arrow a. After passing through the switch 19, the laser light reflector 4
Is irradiated. When the first time width has elapsed, the optical switch 19 closes and functions to reflect the reflected laser light reflected by the laser light reflecting plate 4 and indicated by the arrow c to the laser light reflecting plate 4 again. Therefore, while the optical switch 19 is closed, the laser light reciprocates between the optical switch 19 and the laser light reflection plate 4, and the displacement amount of the laser light reflection plate 4 due to the input sound wave S is as described above. If it is small, it has the function of amplifying it. At this time, if the attenuation of the reciprocating laser light becomes a problem, an appropriate optical amplifier 20 may be inserted in the laser light path as shown in FIG. Next, the optical switch 19, which is also applicable only to short the second time width, switching the optical path as indicated by arrow b in phantom lines, the photodetector reflected laser beam B o from the laser light reflecting plate 4 21 To enter. On the other hand, since the original laser light B i emitted from the laser light source 6 is also guided to the photodetector 21 by the semitransparent mirror 22, the laser light reflector 4 at that time is caused by the phase information difference between them. You can know the position of. Therefore, if the above operation is repeated at a speed sufficiently higher than the frequency of the sound wave S to be detected,
The sound wave S can be detected substantially in real time.

【0022】明らかなように、図9の動作において、レ
ーザ光反射板4の変位量を増幅する必要がないのであれ
ば、上述の第一の時間幅と第二の時間幅とを、それらの
間に間を置かずに繰返せば良く、レーザ光反射板4と光
スイッチ19との間でレーザ光を往復させるため、第
一、第二の時間幅の間に割り込ませた、光スイッチ19
を閉じている第三の時間幅は不要となる。また、光路切
り替えのための光スイッチ19は、例えば偏向素子と電
気光学効果を組合せる等して、既存の技術により当業者
であれば極めて容易に組むことができる。もちろん、こ
の図9に示された実施例による、時間的なレーザ光入出
力分離の方法は、これまで述べた他の実施例にも組合せ
ることができる。
As is apparent, in the operation of FIG. 9, if it is not necessary to amplify the displacement amount of the laser light reflecting plate 4, the above-mentioned first time width and second time width are calculated as It may be repeated without a gap, and in order to make the laser beam reciprocate between the laser beam reflector 4 and the optical switch 19, the optical switch 19 interrupted between the first and second time widths is used.
The third time span closing is unnecessary. Further, the optical switch 19 for switching the optical path can be extremely easily assembled by a person skilled in the art by existing technology, for example, by combining a deflection element and an electro-optical effect. Of course, the method of temporally separating laser light input / output according to the embodiment shown in FIG. 9 can be combined with the other embodiments described above.

【0023】図10に示される実施例は、これまでの実
施例のように、入力音波Sのそのときどきの音圧に応じ
たレーザ光反射板4のそのときどきの位置を検出する方
式に代え、そのときどきのレーザ光の形状変化によって
当該音波Sのそのときどきの音圧を捕える一例を示して
いる。すなわち、入力音波Sを受ける振動板1は、例え
ば弾性薄膜から構成され、その裏面に金属蒸着、メッキ
等の処理が施されて鏡面加工され、レーザ光反射板4を
兼ねるべくされている。さらに、図中にその断面形状で
示すように、この実施例での当該振動板1ないしレーザ
光反射板4は、ダイアフラム形状を有しているので、入
力音波Sの大きさに応じ、曲率の変化する凸面鏡(図示
断面と逆向きにした凹面鏡でも良い)が得られている。
そのため、レーザ光源6から半透鏡23を介し、レーザ
光反射板4に照射されたレーザ光Bi は、そのときどき
の入力音波Sの音圧に応じて形状の変化する反射鏡によ
り収束ないし拡散し、そのビーム径が対応的に変化する
ので、これを再度半透鏡23を通し、適当なる開口径の
アパーチャ24に照射すると、これを透過する光量が変
化する。そこで、当該アパーチャ24の透過光量を光検
出器25によって検出する一方、別な光検出器26によ
り、元の光量と比較すれば、レーザ光反射板4の変形の
大きさ、すなわちそのときどきの入力音波Sの大きさを
検出することができる。
The embodiment shown in FIG. 10, instead of the method of detecting the current position of the laser light reflecting plate 4 according to the current sound pressure of the input sound wave S as in the previous embodiments, An example is shown in which the sound pressure of the sound wave S is captured by changing the shape of the laser light at that time. That is, the diaphragm 1 that receives the input sound wave S is made of, for example, an elastic thin film, and the back surface of the diaphragm 1 is subjected to a process such as metal deposition or plating to be mirror-finished so as to serve also as the laser light reflecting plate 4. Further, as shown by the cross-sectional shape in the figure, since the diaphragm 1 or the laser light reflecting plate 4 in this embodiment has a diaphragm shape, the curvature of the input sound wave S varies depending on the magnitude of the input sound wave S. A changing convex mirror (which may be a concave mirror in the opposite direction to the illustrated cross section) is obtained.
Therefore, the laser light B i emitted from the laser light source 6 through the semi-transparent mirror 23 to the laser light reflecting plate 4 is converged or diffused by the reflecting mirror whose shape changes depending on the sound pressure of the input sound wave S at that time. Since the beam diameter thereof changes correspondingly, when the beam diameter is passed through the semi-transparent mirror 23 again to illuminate the aperture 24 having an appropriate aperture diameter, the amount of light transmitted therethrough changes. Therefore, while the amount of transmitted light of the aperture 24 is detected by the photodetector 25, when compared with the original amount of light by another photodetector 26, the amount of deformation of the laser light reflecting plate 4, that is, the input at that time is detected. The magnitude of the sound wave S can be detected.

【0024】もちろん、この実施例でも、これまで述べ
た他の実施例中に開示されている構成をも改変構造とし
て適宜採用することができる。例えば振動板1とレーザ
光反射板4とは機械的に連結された別体構造であっても
良く、この場合にはレーザ光反射板4の方をダイアフラ
ム形状とする。ただし、先の実施例をも含めて、機械的
な連結手段を採用する場合、図1に示されているような
回転振動系への変換ではなく、振動板1のリニアな振動
をそのまま、リニアな形態でレーザ光反射板4に伝達す
る系であっても良い。さらに、これまでの実施例では、
いずれも、入力音波Sを受ける面とレーザ光の照射を受
ける面とが反対側にあったが、各構成要素の空間的な位
置関係の如何によっては、振動板1ないしレーザ光反射
板4に関し、音波の入射面もレーザ光の入射面も、共に
同一面側とし得ることは自明である。
Of course, also in this embodiment, the configuration disclosed in the other embodiments described above can be appropriately adopted as the modified structure. For example, the vibrating plate 1 and the laser light reflecting plate 4 may have a separate structure in which they are mechanically connected, and in this case, the laser light reflecting plate 4 has a diaphragm shape. However, in the case of adopting the mechanical coupling means including the above-described embodiments, the linear vibration of the diaphragm 1 is directly changed to the linear vibration without conversion to the rotary vibration system as shown in FIG. It may be a system that transmits to the laser light reflection plate 4 in any form. Furthermore, in the examples so far,
In both cases, the surface that receives the input sound wave S and the surface that receives the irradiation of the laser light are on the opposite sides. However, depending on the spatial positional relationship of each component, the vibrating plate 1 or the laser light reflecting plate 4 may be used. It is obvious that both the sound wave incident surface and the laser light incident surface can be on the same side.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明は、音波のそのときどきの音圧に
応じて変化するレーザ光反射板の位置または形状を、レ
ーザ光を用いて検出するマイクロフォンであるので、従
来技術で問題となっていた変換系における歪みを大いに
低減(原理的にはゼロに)することができる。さらに、
周囲の電界、磁界の影響がなく、浮遊容量やインダクタ
ンスの影響もないため、極めて広大な周波数特性を持
ち、かつ、ダイナミックレンジも十分広く、設計自由度
も高いマイクロフォンを提供することができる。また、
光のまま伝送したり、直接に音圧情報をデジタルコード
化することも可能なので、これからのデジタル伝送技
術、デジタル記録技術にとって真にふさわしいものとな
る。
The present invention is a microphone for detecting the position or shape of a laser light reflecting plate, which changes according to the sound pressure of a sound wave at that time, by using the laser light. The distortion in the conversion system can be greatly reduced (in principle, zero). further,
Since there is no influence of the surrounding electric field and magnetic field and no influence of stray capacitance or inductance, it is possible to provide a microphone having an extremely wide frequency characteristic, a sufficiently wide dynamic range, and a high degree of design freedom. Also,
It is possible to transmit the light as it is or directly encode the sound pressure information into a digital code, which is truly suitable for future digital transmission and digital recording technologies.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に従って構成された第一の実施例におけ
るマイクロフォンの概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a microphone according to a first embodiment configured according to the present invention.

【図2】本発明のマイクロフォンに適当な、光検出素子
のマトリックス配置を持つ受光装置例の概略構成図であ
る。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an example of a light receiving device having a matrix arrangement of photodetection elements, which is suitable for the microphone of the present invention.

【図3】本発明のマイクロフォンに適当な、光検出素子
アレイを持つ受光装置例の概略構成図である。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an example of a light receiving device having a photodetector array, which is suitable for the microphone of the present invention.

【図4】本発明のマイクロフォンに適当な、簾状スリッ
ト手段を持つ受光装置例の概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an example of a light receiving device having a blind slit means, which is suitable for the microphone of the present invention.

【図5】本発明のマイクロフォンに適当な、可変濃度フ
ィルタを持つ受光装置例の概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an example of a light receiving device having a variable density filter, which is suitable for the microphone of the present invention.

【図6】本発明のマイクロフォンに適当な、可変スリッ
トを持つ受光装置例の概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an example of a light receiving device having a variable slit, which is suitable for the microphone of the present invention.

【図7】本発明に従って構成され、レーザ距離系の原理
を利用した実施例の概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an embodiment configured according to the present invention and utilizing the principle of a laser distance system.

【図8】振動板またはレーザ光反射板の機械的な変位量
を光的に増幅するための一例の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of an example for optically amplifying the mechanical displacement amount of the vibration plate or the laser light reflection plate.

【図9】レーザ光反射板への照射レーザ光とレーザ光反
射板からの反射レーザ光とを時間的に分離する一構成例
の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a configuration example in which the laser light emitted to the laser light reflector and the reflected laser light from the laser light reflector are temporally separated.

【図10】入力音波の音圧に応じたレーザ光反射板の形
状変化を検出するための本発明の他の実施例の概略構成
図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the present invention for detecting the change in shape of the laser light reflector according to the sound pressure of the input sound wave.

【符号の説明】 1 振動板, 4 レーザ光反射板, 6 レーザ光源, 7 受光装置, 8 光検出素子アレイ, 81 光検出素子アレイ, 82 光検出素子アレイ, 84 光検出素子アレイ, 88 光検出素子アレイ, 9 組合せ論理回路, 10 簾状スリット手段, 12 光検出素子, 14 可変濃度フィルタ, 15 可変スリット, 17 レーザ干渉計, 18 固定反射鏡, 19 光スイッチ, 21 光検出器, 22 半透鏡, 23 半透鏡, 24 アパーチャ, 25 光検出器, 26 光検出器, S 入力音波, Bi レーザ光反射板へのレーザ光, Bo レーザ光反射板からの反射レーザ光.[Explanation of reference numerals] 1 vibrating plate, 4 laser light reflecting plate, 6 laser light source, 7 light receiving device, 8 photodetector array, 8 1 photodetector array, 8 2 photodetector array, 8 4 photodetector array, 8 8 photodetector array, 9 combinational logic circuit, 10 blind-slit means, 12 photodetector, 14 variable density filter, 15 variable slit, 17 laser interferometer, 18 fixed mirror, 19 optical switch, 21 photodetector , 22 semi-transparent mirror, 23 semi-transparent mirror, 24 aperture, 25 photodetector, 26 photodetector, S input sound wave, laser light to B i laser light reflection plate, reflected laser light from B o laser light reflection plate.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力してくる音波の周波数に応じた振動
数で、かつ該入力音波の音圧に応じた大きさで振動する
と共に、照射されるレーザ光を反射するレーザ光反射手
段と;該レーザ光反射手段からの反射レーザ光の位置変
化を捕える受光装置と;を有することを特徴とするマイ
クロフォン。
1. A laser beam reflecting means that vibrates at a frequency according to the frequency of an input sound wave and at a magnitude according to the sound pressure of the input sound wave, and that reflects the emitted laser light; A light-receiving device that captures a position change of the reflected laser light from the laser-light reflecting means;
【請求項2】 請求項1記載のマイクロフォンであっ
て;上記レーザ光反射手段は、上記音波を直接に受ける
振動手段に対し、機械的に連動するように接続されてい
ること;を特徴とするマイクロフォン。
2. The microphone according to claim 1, wherein the laser light reflecting means is connected to the vibrating means that directly receives the sound wave so as to mechanically interlock with each other. microphone.
【請求項3】 請求項1記載のマイクロフォンであっ
て;上記レーザ光反射手段は、上記音波を直接に受ける
振動手段がこれを兼ねること;を特徴とするマイクロフ
ォン。
3. The microphone according to claim 1, wherein the laser light reflecting means is a vibrating means that directly receives the sound wave.
【請求項4】 請求項1,2または3記載のマイクロフ
ォンであって;上記レーザ光は、該レーザ光の照射方向
及び上記位置変化の方向に対し、直角な方向に長手寸法
を有する横長な形状であり;上記受光装置は、上記レー
ザ光の位置変化の方向と上記レーザ光の横長な方向にそ
れぞれ複数個の光検出素子を配したマトリックス状をな
し;かつ、そのときどきの上記レーザ光の位置に応じ、
該レーザ光の横長な方向に並設関係にあり、そのときど
きで上記反射レーザ光が同時に入力する光検出素子の個
数とその組み合わせが、該各位置に応じてそれぞれ対応
するバイナリコードを形成するように、該マトリックス
の配置が決定されていること;を特徴とするマイクロフ
ォン。
4. The microphone according to claim 1, 2, or 3, wherein the laser beam has a laterally long shape having a longitudinal dimension in a direction perpendicular to an irradiation direction of the laser beam and a direction of the position change. The light-receiving device is in the form of a matrix in which a plurality of photo-detecting elements are arranged in the direction of position change of the laser light and the lateral direction of the laser light; and the position of the laser light at that time. According to
The number of photo-detecting elements which are in a side-by-side relation in the lateral direction of the laser light and the combination of the photo-detecting elements to which the reflected laser light is input at the same time sometimes form binary codes corresponding to the respective positions. The arrangement of the matrix has been determined.
【請求項5】 請求項1,2または3記載のマイクロフ
ォンであって;上記受光装置は、上記反射レーザ光の位
置変化の方向に複数個が並設された光検出素子群からな
る受光アレイであり;そのときどきで上記反射レーザ光
の入力している光検出素子に応じ、それぞれ対応するバ
イナリコードを送出する回路を含むこと;を特徴とする
マイクロフォン。
5. The microphone according to claim 1, wherein the light-receiving device is a light-receiving array including a plurality of photo-detecting element groups arranged in parallel in the direction of position change of the reflected laser light. A microphone including a circuit for transmitting a binary code corresponding to each of the photodetection elements to which the reflected laser light is input at any time.
【請求項6】 請求項1,2または3記載のマイクロフ
ォンであって;上記受光装置は、上記反射レーザ光の光
路途中に介挿され、該レーザ光の位置変化方向に沿って
所定のピッチで複数のスリットを連続的に形成した簾状
スリット手段を含み;該簾状スリット手段を通過するレ
ーザ光出力として、上記音波の大きさに応じてパルス幅
変調された光信号を得ること;を特徴とするマイクロフ
ォン。
6. The microphone according to claim 1, wherein the light-receiving device is inserted in the optical path of the reflected laser light and has a predetermined pitch along the direction in which the position of the laser light changes. A plurality of slits are continuously formed, and a slit-like slit means is formed; an optical signal pulse-width-modulated according to the magnitude of the sound wave is obtained as a laser light output passing through the above-mentioned slit-like slit means. And a microphone.
【請求項7】 請求項1,2または3記載のマイクロフ
ォンであって;上記レーザ光は、該レーザ光の照射方向
及び上記位置変化の方向に対し、直角な方向に長手寸法
を有する横長な形状であり;上記受光装置は、上記横長
なレーザ光の一部分を通過させるための開口幅が上記レ
ーザ光の位置変化の方向に沿って変化する可変スリット
を有し;上記入力音波のそのときどきの大きさと該可変
スリットを通過するそのときどきのレーザ光の光量とが
対応関係にあること;を特徴とするマイクロフォン。
7. The microphone according to claim 1, wherein the laser beam has a laterally long shape having a longitudinal dimension in a direction perpendicular to an irradiation direction of the laser beam and a direction of the position change. The light-receiving device has a variable slit whose opening width for passing a part of the oblong laser beam changes along the direction of position change of the laser beam; and the occasional magnitude of the input sound wave. And the amount of laser light passing through the variable slit at any given time have a correspondence relationship.
【請求項8】 請求項1,2または3記載のマイクロフ
ォンであって;上記受光装置は、上記レーザ光の位置変
化の方向に沿って濃度の変化した可変濃度フィルタを有
し;上記入力音波のそのときどきの大きさと該可変濃度
フィルタを通過するレーザ光のそのときどきの光量また
は減衰量とが対応関係にあること;を特徴とするマイク
ロフォン。
8. The microphone according to claim 1, wherein the light-receiving device has a variable density filter whose density changes along a direction of position change of the laser beam; A microphone having a correspondence relationship between a size at that time and a light amount or attenuation amount of the laser light passing through the variable density filter at that time.
【請求項9】 請求項1,2または3記載のマイクロフ
ォンであって;上記レーザ光反射手段は、レーザ干渉計
の一部をなす反射鏡手段であり;上記受光装置は、該干
渉計により生ずる光の明暗に基づき、入力音波のそのと
きどきの大きさに応じてパルス幅変調されたレーザ光出
力を発生すること;を特徴とするマイクロフォン。
9. The microphone according to claim 1, wherein the laser light reflecting means is a reflecting mirror means forming a part of a laser interferometer, and the light receiving device is generated by the interferometer. Generating a pulse-width modulated laser light output according to the occasional magnitude of the input sound wave, based on the light and shade of light.
【請求項10】 請求項1,2,3,4,5,6,7ま
たは8記載のマイクロフォンであって;レーザ光反射手
段は、最初にレーザ光の照射される第一の反射手段と、
該第一の反射手段によって反射されたレーザ光を再度、
該第一の反射手段に向けて反射する第二の反射手段とを
有し;該第一、第二反射手段の間で複数回、該レーザ光
を反射、往復させた後、上記受光装置に入力させるこ
と;を特徴とするマイクロフォン。
10. The microphone according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8, wherein the laser light reflecting means is a first reflecting means which is first irradiated with laser light,
The laser light reflected by the first reflecting means is again
Second reflecting means for reflecting toward the first reflecting means; after reflecting and reciprocating the laser light a plurality of times between the first and second reflecting means, the laser light is transmitted to the light receiving device. A microphone characterized by inputting;
【請求項11】 請求項1,2または3記載のマイクロ
フォンであって;レーザ光反射手段はダイアフラム構造
をしており;上記受光装置は、上記入力音波のそのとき
どきの大きさに応じた上記反射レーザ光の位置変化に代
え、該入力音波のそのときどきの大きさに応じた反射レ
ーザ光の形状の変化を捕えること;を特徴とするマイク
ロフォン。
11. The microphone according to claim 1, wherein the laser light reflection means has a diaphragm structure, and the light receiving device reflects the reflection of the input sound wave according to the size of the input sound wave at that time. A microphone for capturing the change in the shape of the reflected laser light according to the occasional magnitude of the input sound wave, instead of the change in the position of the laser light.
【請求項12】 請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9,10または11記載のマイクロフォンであっ
て;第一の時間幅でレーザ光源から上記レーザ光反射手
段への照射を許し、第二の時間幅で該反射手段から上記
受光装置への該反射レーザ光の入力を許す光スイッチを
さらに有し;該第一の時間幅と該第二の時間幅を所定の
周期で交互に繰り返すこと;を特徴とするマイクロフォ
ン。
12. Claims 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
8. The microphone according to 8, 9, 10 or 11, wherein irradiation of the laser light reflecting means from a laser light source is allowed in a first time width, and the laser light reflecting means is irradiated to the light receiving device in a second time width. A microphone further comprising: an optical switch that allows the input of the reflected laser light; the first time width and the second time width are alternately repeated at a predetermined cycle.
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