JP2009005144A - Sound collecting apparatus - Google Patents

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Takehiro Sugimoto
岳大 杉本
Koichi Kurozumi
幸一 黒住
Itsuo Tanabe
逸雄 田辺
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Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sound collecting apparatus collecting the sonic waves while improving a detection efficiency of sonic waves. <P>SOLUTION: A sound collecting apparatus 1 comprises: a horn unit 3 including a horn body formed into a hollow tubular shape wherein an area of one of both opening end faces is wider than an area of the other end face, and a vibrating film spread over an inner wall in the vicinity of one end face of the horn body so as to close the relevant one end face; an optical fiber 5 passed through a center of the vibrating film of the horn unit 3 and supported between the relevant vibrating film and a fixed portion bonded to an inner wall in the vicinity of the other end face of the horn unit 3; optical fiber Bragg grating 7 provided between the vibrating film and the fixed portion for emitting reflection light with vibration as distortion; an optical fiber distortion measuring means 9; and a conversion device 11. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、FBG(光ファイバブラッググレーティング)を用いた収音装置に関する。   The present invention relates to a sound collection device using an FBG (optical fiber Bragg grating).

現在、F1サーキットや競馬場のような屋外の広い場所で、音波を検出し、音声収録を行おうとすると、多数のマイクロホンを、その場所に見合った数だけ用意し、それらのマイクロホンをケーブルで結線しなくてはならない。また、マイクロホンから出力される音声信号は、極めて微弱なため、伝搬減衰による信号品質の劣化が起きやすく、広い場所における長距離伝送に不向きである。   At present, if you want to detect sound waves and record sound in a wide outdoor area such as the F1 circuit or racetrack, prepare as many microphones as there are appropriate for the place and connect them with cables. I have to do it. Also, since the audio signal output from the microphone is extremely weak, signal quality is likely to deteriorate due to propagation attenuation and is not suitable for long-distance transmission in a wide place.

さらに、屋外において、多数のマイクロホンがケーブルで結線されている場合、屋外はスタジオ等の屋内に比べて、電気的に良好な環境ではないので、電磁誘導による外来雑音の影響も考慮する必要がある。   Furthermore, when many microphones are connected outdoors with cables, the outdoors are not in an electrically favorable environment compared to indoors such as studios, so it is necessary to consider the effects of external noise due to electromagnetic induction. .

そこで、従来、FBG(光ファイバブラッググレーティング)を用いて音波を検出する方法が開示されており、例えば、FBGを多数回折り返して音波を受ける領域を増やす方法や、マイクロホンの振動膜等の薄い膜にFBGを直接貼り付けて、薄い膜からFBGに力を加える方法が開示されている(例えば、非特許文献1、2参照)。
T.Iida,et al.,Proc.OFS 15,TuP29,239(2003). S.Knudsen,et al.,Proc.OFS 10,396(1994).
Thus, conventionally, a method of detecting sound waves using an FBG (optical fiber Bragg grating) has been disclosed. For example, a method of increasing the area for receiving sound waves by diffracting many FBGs, or a thin film such as a vibrating membrane of a microphone A method of applying a force to the FBG from a thin film by directly attaching the FBG to the FBG is disclosed (for example, see Non-Patent Documents 1 and 2).
T.A. Iida, et al. , Proc. OFS 15, TuP29, 239 (2003). S. Knudsen, et al. , Proc. OFS 10, 396 (1994).

しかしながら、従来のFBGを用いた方法は、実用化に際して、音波を検出する検出効率が低いという問題がある。なお、この検出効率が低くなる最大の原因は、音波の媒介物である空気と、光ファイバとの間のインピーダンス整合を取ることの困難さに由来している。   However, the conventional method using the FBG has a problem that the detection efficiency for detecting the sound wave is low when put into practical use. Note that the greatest cause of the low detection efficiency is derived from the difficulty in achieving impedance matching between air, which is a sound wave medium, and the optical fiber.

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、音波の検出効率を向上させて、当該音波を収音することができる収音装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a sound collection device that can solve the above-described problems, improve the detection efficiency of sound waves, and pick up the sound waves.

前記課題を解決するため、請求項1に記載の収音装置は、光ファイバに入射する入射光を用いて、収音する収音装置であって、ホーンユニットと、光ファイバと、光ファイバブラッググレーティングと、歪み計測手段と、変換手段と、を備える構成とした。   In order to solve the above-described problem, a sound collecting device according to claim 1 is a sound collecting device that collects sound using incident light incident on an optical fiber, and includes a horn unit, an optical fiber, and an optical fiber Bragg. It was set as the structure provided with a grating, a distortion measurement means, and a conversion means.

かかる構成によれば、収音装置は、ホーンユニットにより、ホーン本体の他端面から流入した空気中の音(音波)が、この他端面よりも狭い一端面に向かって凝縮され、当該一端面近傍の内壁に張着された振動膜を振動させることで、効率よく音(音波)を捉えることができる。また、ホーンユニットは、他端面(一端面が塞がれており、開口している面であるので、開口面)に対して垂直な方向から到来する音波を、管楽器のトランペット(いわゆるラッパ)等が開口方向に音を伝え易いのと同じ原理により、効率よく収音することができる。   According to such a configuration, in the sound collecting device, the sound (sound wave) in the air flowing in from the other end surface of the horn body is condensed by the horn unit toward one end surface narrower than the other end surface, and in the vicinity of the one end surface. Sound (sound wave) can be efficiently captured by vibrating the vibrating membrane attached to the inner wall of the. In addition, the horn unit transmits sound waves arriving from a direction perpendicular to the other end surface (the one end surface is closed and open, so that it is an open surface), and the wind instrument trumpet (so-called trumpet). The sound can be collected efficiently by the same principle that makes it easy to transmit sound in the opening direction.

また、収音装置は、光ファイバと光ファイバブラッグレーティングとにより、振動膜の振動が光ファイバブラッグレーティングの歪みとなり、この歪みが生じた光ファイバブラッグレーティングで、入射光が反射されて反射光となり、光ファイバで伝送されることで、ホーンユニットで収音した音波を反射光として伝送することができる。   Also, in the sound collection device, the vibration of the vibration film is distorted by the optical fiber Bragg grating due to the optical fiber and the optical fiber Bragg grating, and the incident light is reflected by the distorted optical fiber Bragg grating to become reflected light. The sound wave collected by the horn unit can be transmitted as reflected light by being transmitted through the optical fiber.

そして、収音装置は、歪み計測手段によって、ホーンユニットの振動膜が振動することで光ファイバブラッググレーティングに生じる歪みとして、入射光に対して出射される反射光を任意波長のスペクトルとして計測する。そして、収音装置は、変換手段によって、歪み計測手段で計測されたスペクトルのピークが時間経過と共に変動する際の変動速度及び変動波長幅を、ホーンユニットで収音した音の周波数及び音圧に変換する。   Then, the sound collection device measures the reflected light emitted with respect to the incident light as a spectrum of an arbitrary wavelength as distortion generated in the optical fiber Bragg grating by the vibration of the horn unit vibrating by the distortion measuring means. Then, the sound collecting device converts the fluctuation speed and the fluctuation wavelength width when the peak of the spectrum measured by the distortion measuring means fluctuates with time by the converting means to the frequency and sound pressure of the sound collected by the horn unit. Convert.

請求項2に記載の収音装置は、請求項1に記載の収音装置において、前記ホーンユニットが複数備えられ、前記光ファイバが、前記他端面又は前記ホーン本体に設けられた孔部から延出され、他の前記ホーンユニットの他端面又は当該ホーンユニットのホーン本体に設けられた孔部に挿入されて、当該ホーンユニットの振動膜の中心を貫通し、前記ホーンユニットそれぞれに対し、前記光ファイバブラッググレーティングの回折格子の間隔を異なるように形成し、前記歪み計測手段が、各反射光を、別々の波長のスペクトルとして計測することを特徴とする。   The sound collection device according to claim 2 is the sound collection device according to claim 1, wherein a plurality of the horn units are provided, and the optical fiber extends from a hole provided in the other end surface or the horn body. Inserted into the other end surface of the other horn unit or the hole provided in the horn main body of the horn unit, penetrates the center of the diaphragm of the horn unit, and The diffraction gratings of the fiber Bragg grating are formed to have different intervals, and the strain measuring means measures each reflected light as a spectrum of different wavelengths.

かかる構成によれば、収音装置は、複数のホーンユニット中の光ファイバブラッググレーティングについて、当該光ファイバブラッググレーティングの回折格子の間隔を異なるように形成しておくことで、各反射光の波長が異なることになり、歪み計測手段によって、別々の波長のスペクトルとして計測することができる。   According to such a configuration, the sound collecting device forms the optical fiber Bragg gratings in the plurality of horn units so that the intervals of the diffraction gratings of the optical fiber Bragg gratings are different, so that the wavelength of each reflected light is different. It becomes different, and it can measure as a spectrum of a different wavelength with a distortion measurement means.

請求項1に記載の発明によれば、ホーンユニットによって捉えられた音(音波)が振動膜の振動となり、この振動を光ファイバブラッググレーティングの歪みとして検出することで、音波の検出効率を向上させて、当該音波を収音することができる。   According to the first aspect of the present invention, the sound (sound wave) captured by the horn unit becomes the vibration of the vibrating membrane, and this vibration is detected as the distortion of the optical fiber Bragg grating, thereby improving the sound wave detection efficiency. Thus, the sound wave can be collected.

請求項2に記載の発明によれば、複数のホーンユニット中の光ファイバブラッググレーティングから出射される反射光を、別々の波長のスペクトルとして計測することができるので、ホーンユニットを配置した複数の箇所で収音することができる。このため、一本の光ファイバにより、複数のホーンユニットを結ぶことで、複数の箇所で収音する際の装置構成を、従来のマイクを用いる場合に比べ簡易に行うことができる。   According to the invention described in claim 2, since the reflected light emitted from the optical fiber Bragg grating in the plurality of horn units can be measured as a spectrum of different wavelengths, a plurality of locations where the horn unit is disposed. You can pick up sound. For this reason, by connecting a plurality of horn units with a single optical fiber, it is possible to simplify the apparatus configuration when collecting sound at a plurality of locations as compared with the case of using a conventional microphone.

次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
(収音装置の構成)
図1は収音装置の概観図である。この図1に示すように、収音装置1は、複数のホーンユニット3(3、3、3、・・・)と、光ファイバ5と、光ファイバブラッググレーティング7(7、7、7、・・・)と、光ファイバ歪計測装置(歪み計測手段)9と、変換装置(変換手段)11とから構成されている。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
(Configuration of sound collection device)
FIG. 1 is an overview of the sound collection device. As shown in FIG. 1, the sound collecting device 1 includes a plurality of horn units 3 (3 1 , 3 2 , 3 3 ,...), An optical fiber 5, and an optical fiber Bragg grating 7 (7 1 , 7 2 , 7 3 ,...), An optical fiber strain measuring device (strain measuring means) 9, and a converting device (converting means) 11.

この収音装置1は、複数のホーンユニット3が一本の光ファイバ5によって連結されている。この光ファイバ5の一端が光ファイバ歪計測装置7に接続されると共に、光ファイバ5の他端が任意の場所に接続されている。なお、ここでは、3個のホーンユニット3しか図示していないが、何個でもよい。   In the sound collecting device 1, a plurality of horn units 3 are connected by a single optical fiber 5. One end of the optical fiber 5 is connected to the optical fiber strain measuring device 7, and the other end of the optical fiber 5 is connected to an arbitrary place. Although only three horn units 3 are shown here, any number may be used.

ホーンユニット3(3、3、3、・・・)は、空中の音(音波)を効率よく収音するためのもので、開口する両端面の一端面(喉面)の面積よりも他端面(開口面)の面積が広い中空筒状に形成されたものである。また、ホーンユニット3(3、3、3、・・・)は、円錐底面の形状(ラッパ状)に開口する開口部と、この開口部よりも半径の短い円柱状の喉部とから構成してもよい。なお、この実施形態では、ホーンユニット3の材質は、硬質の塩化ビニルである。ただし、ホーンユニット3の材質は、塩化ビニルに限定されず、プラスチックや合板等の材質で形成してもよい。また、このホーンユニット3の内部には、後記するように振動膜と、据え付け部とが設けられている。 The horn unit 3 (3 1 , 3 2 , 3 3 ,...) Is for efficiently collecting sound in the air (sound wave), and from the area of one end face (throat face) of both open end faces. Also, the other end surface (opening surface) is formed in a hollow cylindrical shape. In addition, the horn unit 3 (3 1 , 3 2 , 3 3 ,...) Includes an opening that opens in the shape of a conical bottom (a trumpet shape), and a columnar throat that has a shorter radius than the opening. You may comprise. In this embodiment, the material of the horn unit 3 is hard vinyl chloride. However, the material of the horn unit 3 is not limited to vinyl chloride, and may be formed of a material such as plastic or plywood. The horn unit 3 is provided with a vibration film and an installation portion as will be described later.

光ファイバ5は、複数のホーンユニット3を連結しており、ホーンユニット3の振動膜(詳細は図2で符号を付して説明する)の中心を貫通すると共に、当該振動膜とホーンユニットの他端面近傍の内壁に接合する据え付け部(詳細は図2で符号を付して説明する)との間に支持されるものである。   The optical fiber 5 connects a plurality of horn units 3, passes through the center of the diaphragm of the horn unit 3 (details will be described with reference to FIG. 2), and the diaphragm and the horn unit. It is supported between a mounting portion (details will be described with reference to FIG. 2) joined to the inner wall near the other end surface.

光ファイバブラッググレーティング7(7、7、7、・・・)は、光ファイバ5に接続しており、光ファイバ中に一定間隔の回折格子を作成し、特定の波長の光だけを反射させる性質を持たせたものであり、ホーンユニット3の内部に設けられた振動膜の振動を検出するセンサ(光ファイバセンサ)として用いられたものである。 The optical fiber Bragg grating 7 (7 1 , 7 2 , 7 3 ,...) Is connected to the optical fiber 5, creates a diffraction grating with a constant interval in the optical fiber, and transmits only light of a specific wavelength. It has a property of reflecting, and is used as a sensor (optical fiber sensor) that detects the vibration of the vibration film provided inside the horn unit 3.

そして、この光ファイバブラッググレーティング7は、ホーンユニット3のそれぞれに対し、異なる間隔で回折格子が作成されている。このため、光ファイバ歪計測装置9から光ファイバブラッググレーティング7に入射される入射光は、異なる波長の反射光となって、当該光ファイバ歪計測装置9に戻ることとなる。   In the optical fiber Bragg grating 7, diffraction gratings are formed at different intervals for each of the horn units 3. For this reason, the incident light incident on the optical fiber Bragg grating 7 from the optical fiber strain measurement device 9 becomes reflected light of a different wavelength and returns to the optical fiber strain measurement device 9.

また、この光ファイバブラッググレーティング7は、振動膜の振動に対し、当該振動の変化を、反射光の波長の変化量(音圧)と、変化の速度(音波の周波数)として表すことができる。   Further, the optical fiber Bragg grating 7 can express the change in the vibration as vibration amount of the reflected light (sound pressure) and change speed (sound wave frequency) with respect to the vibration of the vibrating membrane.

ここで、図2を参照して、ホーンユニット3と、光ファイバブラッググレーティング7との詳細な構成を説明する。
図2は、ホーンユニット3の内部を示した図である。
ホーンユニット3は、ホーン本体3aと、当該ホーンユニット3の一端面(喉面)を塞ぐように取り付けられた薄い振動膜(例えば、薄さ数μm〜数十μm)3bと、据え付け部3cと、を備えている。光ファイバブラッググレーティング7は、この振動膜3bの中心部と据え付け部3cの頂点との間の光ファイバ5に接合している。
Here, with reference to FIG. 2, the detailed structure of the horn unit 3 and the optical fiber Bragg grating 7 is demonstrated.
FIG. 2 is a view showing the inside of the horn unit 3.
The horn unit 3 includes a horn main body 3a, a thin vibration membrane (for example, several μm to several tens μm in thickness) 3b attached so as to close one end surface (throat surface) of the horn unit 3, and an installation portion 3c. It is equipped with. The optical fiber Bragg grating 7 is bonded to the optical fiber 5 between the center portion of the vibration film 3b and the apex of the installation portion 3c.

そして、光ファイバブラッググレーティング7は、張架(引っ張られた状態で固定)されており、予め張力のバイアスがかけられた状態になっている。この張力によって振動膜3bの膜面に対し、光ファイバブラッググレーティング7が垂直になっており、光ファイバブラッググレーティング7自体が直線を成している。   The optical fiber Bragg grating 7 is stretched (fixed in a pulled state) and is in a state in which a tension bias is applied in advance. Due to this tension, the optical fiber Bragg grating 7 is perpendicular to the film surface of the vibration film 3b, and the optical fiber Bragg grating 7 itself forms a straight line.

また、振動膜3bは、当該振動膜3bの内外で空気の出入りがないように(喉面を塞ぐように)構成されており、ホーンユニット3で捉えられた音波によって、振動することとなる。この実施形態では、振動膜3bの材質は合成ゴムである。ただし、振動膜3bの材質は、合成ゴムに限定されず、和紙、高分子フィルム(アラミドフィルム)等の軽量で振動しやすい材質で形成してもよい。   Further, the vibrating membrane 3b is configured so that air does not enter and exit from the inside and outside of the vibrating membrane 3b (so as to block the throat surface), and vibrates with sound waves captured by the horn unit 3. In this embodiment, the material of the vibration film 3b is synthetic rubber. However, the material of the vibration film 3b is not limited to synthetic rubber, and may be formed of a light and easy to vibrate material such as Japanese paper or a polymer film (aramid film).

据え付け部3cは、一端がホーン本体3aの内壁に接合しており、他端(頂点)が光ファイバブラッググレーティング7を固定している。この実施形態では、据え付け部3cの材質はアクリルであり、形状は細長い棒状で、光ファイバ5を固定するための固定端を有している。ただし、据え付け部3cの材質は、アクリルに限定されず、鋼等の金属等、高い剛性を有する材料で形成してもよい。
図1に戻る。
One end of the mounting portion 3c is joined to the inner wall of the horn body 3a, and the other end (vertex) fixes the optical fiber Bragg grating 7. In this embodiment, the material of the mounting portion 3 c is acrylic, the shape is a long and narrow bar, and it has a fixed end for fixing the optical fiber 5. However, the material of the installation part 3c is not limited to acrylic, and may be formed of a material having high rigidity such as a metal such as steel.
Returning to FIG.

光ファイバ歪計測装置9は、光源(図示せず)と、干渉計(図示せず)と、パーソナルコンピュータ(図示せず)とを備えて構成されている。この光ファイバ歪計測装置9では、光源から光ファイバ5に入射した入射光が、光ファイバブラッググレーティング7で反射されて反射光となり、この反射光の波長(nm)が干渉計で計測され、パーソナルコンピュータで記録される。   The optical fiber strain measuring device 9 includes a light source (not shown), an interferometer (not shown), and a personal computer (not shown). In this optical fiber strain measuring device 9, incident light incident on the optical fiber 5 from the light source is reflected by the optical fiber Bragg grating 7 to become reflected light, and the wavelength (nm) of the reflected light is measured by an interferometer, Recorded on a computer.

なお、各ホーンユニット3に設けられている光ファイバブラッググレーティング7は、それぞれ反射光の波長が異なるので、どのホーンユニット3で収音されたものかが判明する。   Since the optical fiber Bragg grating 7 provided in each horn unit 3 has a different wavelength of reflected light, it is clear which horn unit 3 has collected sound.

変換装置11は、光ファイバ歪み計測装置9で計測されたスペクトルのピークが時間経過と共に変動する際の変動速度及び変動波長幅(nm単位)を、ホーンユニット3で収音した音の周波数及び音圧(これらの情報を含む音声ファイル)に変換するものである。なお、この変換装置11は、既存のソフトウェア及びハードウェアで構成することができる。   The conversion device 11 uses the frequency and sound of the sound collected by the horn unit 3 to indicate the fluctuation speed and fluctuation wavelength width (in nm unit) when the peak of the spectrum measured by the optical fiber strain measurement device 9 fluctuates with time. It is converted into a pressure (an audio file containing these pieces of information). In addition, this conversion apparatus 11 can be comprised with the existing software and hardware.

この収音装置1によれば、ホーンユニット3によって空気中(空中)の音波を捉えることができ、当該ホーンユニット3に捉えられた音波が振動膜3bの振動となり、この振動を光ファイバブラッググレーティング7の歪みとして検出することで、音波の検出効率を向上させて、当該音波を収音することができる。   According to the sound collection device 1, the horn unit 3 can capture sound waves in the air (in the air), and the sound waves captured by the horn unit 3 become vibrations of the vibration film 3b, and this vibration is converted into an optical fiber Bragg grating. By detecting the distortion as 7, the detection efficiency of the sound wave can be improved and the sound wave can be collected.

ここで、図3を参照して、収音装置1がF1サーキットで用いられた例について説明する。この例では、F1サーキットのカーブや直線コースに8個のホーンユニット3(3、3、3、3、3、3、3、3)を設置し、これらのホーンユニット3を光ファイバ5で連結している。 Here, an example in which the sound collection device 1 is used in the F1 circuit will be described with reference to FIG. In this example, eight horn units 3 (3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 , 3 5 , 3 6 , 3 7 , 3 8 ) are installed on the curve and straight course of the F1 circuit, and these horns The units 3 are connected by an optical fiber 5.

そして、図3に示したように、例えば、ホーンユニット3、3、3では、それぞれの波長nm(所定波長)のスペクトルによって、音波を検出している。 Then, as shown in FIG. 3, for example, the horn unit 3 1, 3 2, 3 3, the spectrum of each wavelength nm (the predetermined wavelength), and detects the sound waves.

(収音装置の動作)
次に、図4に示すフローチャートを参照して、収音装置1の動作を説明する(適宜、図1、2参照)。
まず、収音装置1は、ホーンユニット3によって、空気中の音波をキャッチする(音波がホーンユニット3に入力する)(ステップS1)。
そうすると、収音装置1は、ホーンユニット3の振動膜3bが振動し、この振動を光ファイバブラッググレーティング7によって、反射光として出力する(ステップS2)。
(Operation of sound collection device)
Next, the operation of the sound collection device 1 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 4 (see FIGS. 1 and 2 as appropriate).
First, the sound collection device 1 catches a sound wave in the air by the horn unit 3 (the sound wave is input to the horn unit 3) (step S1).
Then, in the sound collection device 1, the vibration film 3b of the horn unit 3 vibrates, and this vibration is output as reflected light by the optical fiber Bragg grating 7 (step S2).

そして、収音装置1は、光ファイバ歪計測装置9によって、戻ってきた反射光について、所定波長にピークの有無を検出する(ステップS3)。そして、収音装置1は、変換装置11によって、このピークの変化を、音声として出力する(ステップS4)。   Then, the sound collection device 1 detects the presence or absence of a peak at a predetermined wavelength for the reflected light returned by the optical fiber strain measurement device 9 (step S3). Then, the sound collection device 1 outputs the change in the peak as sound by the conversion device 11 (step S4).

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、ホーンユニット3が複数ある場合について説明したが、このホーンユニット3は1個であってもよい。また、光ファイバブラッググレーティング7を、振動膜3bに対し、垂直に張架しているが、別途、検出する音声を補正する補正手段をもちいるならば、斜めであってもよく、さらに、光ファイバブラッググレーティング7を、振動膜3bの中心に固定しなくてもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the present embodiment, the case where there are a plurality of horn units 3 has been described, but one horn unit 3 may be provided. Further, although the optical fiber Bragg grating 7 is stretched vertically with respect to the vibration film 3b, it may be inclined as long as the correction means for correcting the detected sound is used separately. The fiber Bragg grating 7 may not be fixed to the center of the vibration film 3b.

本発明の実施形態に係る収音装置の概観図である。It is a general-view figure of the sound collection device which concerns on embodiment of this invention. ホーンユニットの詳細を示した図である。It is the figure which showed the detail of the horn unit. 収音装置をF1サーキットで用いた場合を示した図である。It is the figure which showed the case where a sound-collecting apparatus was used by F1 circuit. 収音装置の動作を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed operation | movement of the sound collection device.

符号の説明Explanation of symbols

1 収音装置
3 ホーンユニット
3a ホーン本体
3b 振動膜
3c 据え付け部
5 光ファイバ
7 光ファイバブラッググレーティング
9 光ファイバ歪計測装置(歪み計測手段)
11 変換装置(変換手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sound collecting device 3 Horn unit 3a Horn main body 3b Vibrating membrane 3c Installation part 5 Optical fiber 7 Optical fiber Bragg grating 9 Optical fiber distortion measuring device (strain measuring means)
11 Conversion device (conversion means)

Claims (2)

光ファイバに入射する入射光を用いて、収音する収音装置であって、
開口する両端面の一端面の面積よりも他端面の面積が広い中空筒状に形成されたホーン本体と、このホーン本体の一端面を塞ぐように当該一端面近傍の内壁に張着された振動膜とを有するホーンユニットと、
このホーンユニットの振動膜の中心を貫通すると共に当該振動膜と前記ホーンユニットの内壁に接合する据え付け部との間に支持される光ファイバと、
前記振動膜及び前記据え付け部の間の前記光ファイバに設けられ、振動で生じた圧力による歪みを、反射光の波長の変化として、当該反射光を出射する光ファイバブラッグレーティングと、
前記光ファイバに接続されて、前記ホーンユニットの振動膜が振動することで前記光ファイバブラッググレーティングに生じる歪みとして、前記入射光に対して出射される反射光を任意波長のスペクトルとして計測する歪み計測手段と、
この歪み計測手段で計測されたスペクトルのピークが時間経過と共に変動する際の変動速度及び変動波長幅を、前記ホーンユニットで収音した音の周波数及び音圧に変換する変換手段と、
を備えることを特徴とする収音装置。
A sound collecting device that collects sound using incident light incident on an optical fiber,
A horn body formed in a hollow cylindrical shape having an area of the other end face wider than an area of one end face of the both open end faces, and vibration attached to the inner wall near the one end face so as to close the one end face of the horn body A horn unit having a membrane;
An optical fiber that passes through the center of the diaphragm of the horn unit and is supported between the diaphragm and an installation portion that is joined to the inner wall of the horn unit;
An optical fiber Bragg grating that emits the reflected light as a change in the wavelength of the reflected light, which is provided in the optical fiber between the vibrating membrane and the installation part, and is caused by the pressure caused by the vibration,
Strain measurement that measures the reflected light emitted to the incident light as a spectrum of an arbitrary wavelength as distortion generated in the optical fiber Bragg grating due to vibration of the vibration film of the horn unit connected to the optical fiber Means,
Conversion means for converting the fluctuation speed and fluctuation wavelength width when the peak of the spectrum measured by this distortion measurement means fluctuates with time into the frequency and sound pressure of the sound collected by the horn unit;
A sound collecting device comprising:
前記ホーンユニットが複数備えられ、
前記光ファイバは、前記他端面又は前記ホーン本体に設けられた孔部から延出され、他の前記ホーンユニットの他端面又は当該ホーンユニットのホーン本体に設けられた孔部に挿入されて、当該ホーンユニットの振動膜の中心を貫通し、
前記ホーンユニットそれぞれに対し、前記光ファイバブラッグレーティングの回折格子の間隔を異なるように形成し、
前記歪み計測手段が、各反射光を、別々の波長のスペクトルとして計測することを特徴とする請求項1に記載の収音装置。
A plurality of the horn units are provided,
The optical fiber extends from the hole provided in the other end surface or the horn body, and is inserted into the other end surface of the other horn unit or the hole provided in the horn body of the horn unit, Penetrates the center of the diaphragm of the horn unit,
For each of the horn units, the distance between the diffraction gratings of the optical fiber Bragg grating is formed differently,
The sound collection device according to claim 1, wherein the distortion measuring unit measures each reflected light as a spectrum of different wavelengths.
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