JP2008202959A - 振動検出装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源10からのレーザ光Loutを、偏光ビームスプリッタ130によって2つの光路(第1および第2の光路)に分離して進行させる。この際、第1の光路(反射光路)においてλ/4板161を介して振動膜151により反射されたS波成分s1(反射光)と、第2の光路(参照光路)においてλ/4板162を介して反射板152により反射されたP波成分p1(参照光)とを、互いに干渉させて干渉縞を形成する。そしてこの干渉縞に基づき、振動膜151の振動を量子化して検出する。従来と比べてよりコンパクトな構成によって、振動膜151の振動が光学的にディジタル検出される。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る振動検出装置(光学式のマイクロホン装置1)の構成を表すものである。このマイクロホン装置1は、音波Swに応じて振動する振動膜(後述する振動膜151)を利用して2値化された音声信号Soutを出力するものであり、レーザ光源10と、偏光板110と、振動膜151、反射板(後述する反射板152)、偏光ビームスプリッタ(後述する偏光ビームスプリッタ130)および2つのλ/4板(後述するλ/4板161,162)を含むマイケルソン干渉計に準ずる構成の干渉計と、ディジタル信号である出力信号(音声信号Sout)を出力する検出部とを備えている。
干渉計は、偏光ビームスプリッタ130と、振動膜151と、反射板152と、3つのλ/4板161〜163と、ビームスプリッタ120と、2つの偏光板111,112とから構成されている。
検出部は、2つの光電変換素子171,172と、ディジタルカウント部181とから構成されている。
x=X−CX …(1)
y=Y−CY …(2)
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
I(S1)=(A2+B2)+2AB×sin(2πΔL/λ) …(3)
I(S2)=(A2+B2)−2AB×sin(2πΔL/λ) …(4)
I(S3)=(A2+B2)+2AB×cos(2πΔL/λ) …(5)
I(S4)=(A2+B2)−2AB×cos(2πΔL/λ) …(6)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。なお、第1,第2の実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
Claims (8)
- レーザ光を発する光源と、
前記レーザ光を反射可能な振動体および反射体と、偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタと前記振動板との間に配設された第1の1/4波長板と、前記偏光ビームスプリッタと前記反射体との間に配設された第2の1/4波長板とを含んで構成され、前記光源から発せられたレーザ光を前記偏光ビームスプリッタによって第1および第2の光路に分離して進行させると共に、前記第1の光路において前記振動体により反射された反射光と前記第2の光路において前記反射体により反射された参照光とを互いに干渉させて干渉縞を形成する干渉計と、
形成された干渉縞に基づき、前記振動体の振動を量子化して検出する検出手段と
を備えたことを特徴とする振動検出装置。 - 前記反射光の偏光方向と前記参照光の偏光方向とが互いに直交しており、
前記干渉計は、前記偏光ビームスプリッタと前記検出手段との間に、前記反射光の偏光方向および前記参照光の偏光方向からそれぞれ45度傾いた方向に偏光軸が設定された第1の偏光板を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検出装置。 - 前記検出手段は、
前記干渉縞を互いに位相が90度ずれた状態で検出する2つの光電変換素子と、
前記2つの光電変換素子からの出力信号を信号点とみなして、平面上に円状または円弧状のリサージュ図形を生成する図形生成手段と、
生成されたリサージュ図形上において、信号点が所定の基準点を通過する回数をカウントするカウンタとを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検出装置。 - 前記検出手段は、
前記干渉縞を互いに位相が90度ずれた状態で検出する4つの光電変換素子と、
前記4つの光電変換素子からの出力信号のうちの互いに位相が180度異なる出力信号同士の差分をとって2つの差分信号を生成する演算手段と、
前記2つの差分信号をそれぞれ信号点とみなして平面上に円状または円弧状のリサージュ図形を生成する図形生成手段と、
生成されたリサージュ図形上において、信号点が所定の基準点を通過する回数をカウントするカウンタとを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検出装置。 - 前記4つの光電変換素子がそれぞれ単一の基板面上に形成され、
前記干渉計は、
前記基板面の上方において前記第1および第2の光路のうちの同一光軸上の光路部分に沿って延在すると共に、この光路部分を進行する前記反射光および前記参照光をそれぞれ4つに等分して4つの分岐光を生成しつつ前記光電変換素子の方向へと導く光分岐部と、
前記光分岐部の延在面と前記基板面との間において各々に対し対向配置された第3の1/4波長板と、
前記第3の1/4波長板の形成面と前記基板面との間において各々に対して対向配置され、前記第3の1/4波長板を介して入射した前記4つの分岐光の偏光方向が互いに45度ずつ異なることとなるように偏光軸が設定された第2の偏光板とを有する
ことを特徴とする請求項4に記載の振動検出装置。 - 前記光源、前記干渉計および前記検出手段が、半導体基板上に集積化されている
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検出装置。 - 前記光源、前記干渉計および前記検出手段が、単一の基体上に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検出装置。 - 前記振動体が音波に応じて振動する振動膜であり、この振動膜の振動を量子化された音声信号として検出する光学式マイクロホン装置として構成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の振動検出装置。
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