JP6193279B2 - Optical microphone and hearing aid - Google Patents

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Description

本発明は、光マイクロフォン、および補聴器に関するものである。   The present invention relates to an optical microphone and a hearing aid.

音波により発生する機械的変位を光学的に検出し、音声として復調する光マイクロフォンが知られている。光マイクロフォンは一般的には、音圧によって振動する振動板に光波を照射し、当該振動板の振動変位を反射光の光強度の変化として検出するものである。このような光マイクロフォンは、高い指向特性や耐ノイズ性を有するという特性から、広く応用が期待されている。   There is known an optical microphone that optically detects a mechanical displacement generated by a sound wave and demodulates it as sound. In general, an optical microphone irradiates a vibration plate oscillated by sound pressure with a light wave, and detects a vibration displacement of the vibration plate as a change in light intensity of reflected light. Such an optical microphone is expected to be widely applied because of its high directivity and noise resistance.

しかしながら、振動板の微小な振動変位の差分を検出する為には、振動板への入射光、及びその反射光の光路安定性が確保されていることが不可欠である。光学系に生じたずれによる光信号の変調は、全て振動板の変位として復調音声に影響するからである。従って、各光学系は常に高い光学精度が維持されていなければならない。また、受光側の光検出器についても高い光検出精度が求められる。そのため、光マイクロフォンには、様々な光学部品が導入されてきた。   However, in order to detect a difference in minute vibration displacement of the diaphragm, it is indispensable to ensure the optical path stability of the incident light to the diaphragm and the reflected light thereof. This is because all the modulation of the optical signal due to the deviation generated in the optical system affects the demodulated sound as a displacement of the diaphragm. Therefore, each optical system must always maintain high optical accuracy. In addition, high light detection accuracy is also required for the photodetector on the light receiving side. Therefore, various optical components have been introduced into the optical microphone.

特開2002−186099号公報JP 2002-186099 A 特開2005−318462号公報JP 2005-318462 A

特許文献1には、振動板への入射光、及びその反射光を伝達するための光ガイドを設けた光マイクロフォンが開示されている。また、特許文献2には、振動板への入射光を伝達するための光導波路と、特定方向に光波を集光する回折格子と、を有する光マイクロフォンが開示されている。   Patent Document 1 discloses an optical microphone provided with a light guide for transmitting incident light to a diaphragm and reflected light thereof. Patent Document 2 discloses an optical microphone having an optical waveguide for transmitting incident light to the diaphragm and a diffraction grating for condensing a light wave in a specific direction.

しかしながら、これらの部品は、光に略直進的な光路を付与するものである。よって振動板の微小な振動変位の差分を検出するためには、これらの光学部品についても、高い光学精度が求められる。特に小型化した製品においては電子顕微鏡レベルでの調整が必要とされ、その場合には高コスト化や、さらなる歩留まりの悪化が問題となる。
また、使用時の振動、衝撃にも敏感であるとともに、部品や取り付け部の僅かな劣化による精度の変化が発生する。
However, these components impart a substantially straight light path to the light. Therefore, in order to detect the minute vibration displacement difference of the diaphragm, high optical accuracy is also required for these optical components. In particular, in a miniaturized product, adjustment at the electron microscope level is required, and in that case, cost increases and further yield deterioration become problems.
In addition, it is sensitive to vibrations and shocks during use, and accuracy changes due to slight deterioration of parts and mounting parts.

そこで本発明は、より簡易な構成で微小な音圧差を検知可能な光マイクロフォンを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide an optical microphone that can detect a minute sound pressure difference with a simpler configuration.

上記課題を解決するために、本発明の光マイクロフォンは、光源と、音圧を受けて振動する振動板と、所定の伝送損失を有し、前記振動板からの光を伝送する導光体と、前記導光体から出射光を受光する光検出器と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an optical microphone of the present invention includes a light source, a diaphragm that vibrates in response to sound pressure, a light guide that has a predetermined transmission loss and transmits light from the diaphragm. And a photodetector for receiving light emitted from the light guide.

また、前記光検出器は、前記受光した光の照度に応じた信号電圧を出力してもよい。   The photodetector may output a signal voltage corresponding to the illuminance of the received light.

また、前記照度と音圧との間に、相関関係があってもよい。   Further, there may be a correlation between the illuminance and the sound pressure.

また、前記光源からの出射光を、前記振動板に反射させて前記導光体に導いてもよい。   The light emitted from the light source may be reflected by the diaphragm and guided to the light guide.

また、前記光源からの出射光を、前記振動板を透過させて前記導光体に導いてもよい。   In addition, light emitted from the light source may be guided to the light guide through the diaphragm.

また、前記光源からの出射光は、前記導光体を通過して振動板へ到達してもよい。   Moreover, the emitted light from the light source may pass through the light guide and reach the diaphragm.

また、前記光源からの出射光が、投光ファイバーを介して振動板へ到達してもよい。   Moreover, the emitted light from the light source may reach the diaphragm via a projecting optical fiber.

また、前記光検出器は、フォトダイオードを含んでいてもよい。   The photodetector may include a photodiode.

また、上記何れかに記載の光マイクロフォンを含む補聴器であってもよい。   Further, a hearing aid including any of the above-described optical microphones may be used.

また、光マイクロフォンを、複数含んでいる補聴器であってもよい。   Further, it may be a hearing aid including a plurality of optical microphones.

本発明によれば、微小な音圧差を検知可能な光マイクロフォンを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical microphone capable of detecting a minute sound pressure difference. Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の第一の実施形態に係る光マイクロフォン10の構成図。1 is a configuration diagram of an optical microphone 10 according to a first embodiment of the present invention. 照度を音圧の関係を示す相関図。The correlation diagram which shows the relationship between illumination intensity and sound pressure. 本発明の第二の実施形態に係る光マイクロフォン20の構成図。The block diagram of the optical microphone 20 which concerns on 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態に係る光マイクロフォン30の構成図。The block diagram of the optical microphone 30 which concerns on 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態に係る光マイクロフォン40の構成図。The block diagram of the optical microphone 40 which concerns on 4th embodiment of this invention. 本発明の第五の実施形態に係る光マイクロフォン50の構成図。The block diagram of the optical microphone 50 which concerns on 5th embodiment of this invention. 照度を音圧の関係を示す相関図。The correlation diagram which shows the relationship between illumination intensity and sound pressure. 本発明の第六の実施形態に係る光マイクロフォン60の斜視図。The perspective view of the optical microphone 60 which concerns on the 6th embodiment of this invention. 本発明の第七の実施形態に係る光マイクロフォン70の斜視図。The perspective view of the optical microphone 70 which concerns on the 7th embodiment of this invention. 本発明の第八の実施形態に係る光マイクロフォン80の斜視図。The perspective view of the optical microphone 80 which concerns on 8th embodiment of this invention. 振動板81の他の実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing another example of the diaphragm 81. 振動膜101の例である。This is an example of the vibration film 101. 導光体の形状によって、照度と音圧の相関関係が変化する例である。This is an example in which the correlation between illuminance and sound pressure changes depending on the shape of the light guide. 一般的な光マイクロフォン90の構成図。1 is a configuration diagram of a general optical microphone 90. FIG.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながらより具体的に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.

まず、従来の一般的な光マイクロフォンについて簡単に説明する。図14は、一般的な光マイクロフォン90の構成図である。   First, a conventional general optical microphone will be briefly described. FIG. 14 is a configuration diagram of a general optical microphone 90.

図14に示すように、光マイクロフォン90は、振動板91と、振動板91に光を照射する光源92と、振動板91らの反射光を受光する光検出器93と、音声変換部95、スピーカ94と、筐体99と、を有している。   As shown in FIG. 14, the optical microphone 90 includes a diaphragm 91, a light source 92 that emits light to the diaphragm 91, a photodetector 93 that receives reflected light from the diaphragm 91, an audio conversion unit 95, A speaker 94 and a housing 99 are provided.

このような光マイクロフォン90においては、まず、光源92から照射される放射光が振動板91へと入射する。入射光は振動板91により反射されるが、その際、外部からの音圧によって振動する振動板91の変位において変調される。このような変調を受けた反射光は、次にフォトダイオードなどの光検出器93へと入射する。光検出器93はその入射光を受光量に応じた電流に変換する。そして、音声変換部95により電流電圧変換の後、電圧変化は音声信号としてスピーカ94へと出力される。これにより、外部音声は振動板91の変位を経て、再び音声として復調される。   In such an optical microphone 90, first, the radiated light emitted from the light source 92 enters the diaphragm 91. Incident light is reflected by the diaphragm 91, but at this time, it is modulated by the displacement of the diaphragm 91 that vibrates due to the sound pressure from the outside. The reflected light subjected to such modulation then enters a photodetector 93 such as a photodiode. The photodetector 93 converts the incident light into a current corresponding to the amount of received light. Then, after the current-voltage conversion by the sound conversion unit 95, the voltage change is output to the speaker 94 as a sound signal. As a result, the external sound is demodulated again as sound through the displacement of the diaphragm 91.

しかしながら、このような光マイクロフォンにおいては、無音時の振動板91の反射光の光路nに対する、振動板91が音圧によってマイナス側に撓んでいる際の反射光の光路a、及びプラス側に撓んでいる際の反射光の光路bには殆ど差が無く、各反射光による差分を検出する為には、光検出器93に高い精度が要求される。また、ここでは図示しないが光検出器の前に回折格子を設け回折格子で回折した光を光検出器で検知し音声変換する例があるが、高い検出精度が要求される。以下、このような課題を解決する本発明の光マイクロフォンについて説明する。   However, in such an optical microphone, the light path a of the reflected light when the diaphragm 91 is bent to the minus side by the sound pressure with respect to the optical path n of the reflected light of the diaphragm 91 when there is no sound, and the plus to the plus side. There is almost no difference in the optical path b of the reflected light when the light is reflected, and the photodetector 93 is required to have high accuracy in order to detect the difference due to each reflected light. Although not shown here, there is an example in which a diffraction grating is provided in front of the photodetector and the light diffracted by the diffraction grating is detected by the photodetector and converted into sound, but high detection accuracy is required. The optical microphone of the present invention that solves such problems will be described below.

<第一の実施形態>
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。図1は、本発明の第一の実施形態に係る光マイクロフォン10の断面図である。
<First embodiment>
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical microphone 10 according to a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、光マイクロフォン10は、振動板11と、振動板11に光を照射する光源12と、その反射光が入射しこれを導光する導光体13と、導光体13から出射される光を受光する光検出器14と、スピーカ15と、筐体19と、を有している。なお、振動板11、光源12、導光体13、及び光検出器14と、スピーカ15の一部とは、筐体19内に収められている。   As shown in FIG. 1, the optical microphone 10 includes a diaphragm 11, a light source 12 that irradiates light to the diaphragm 11, a light guide 13 that receives reflected light and guides the light, and a light guide 13. The light detector 14 which receives the light radiate | emitted from, the speaker 15, and the housing | casing 19 are provided. The diaphragm 11, the light source 12, the light guide 13, the photodetector 14, and a part of the speaker 15 are housed in a housing 19.

振動板11は、機械振動により音波を光信号に変換する音光変換系の機構である。具体的に、振動板11は、例えばダイアフラム状の膜であり、図示しない保持機構によって筐体19に懸架されている。このような機構によって振動板11は、外部からの音圧によって振動する。また、振動板11には後述の光源12からの放射光が照射されており、振動板11の振動によって放射光の光路は変化する。即ち、振動板11の変位に応じて放射光が変調されることとなり、当該放射光の反射光には、振動している振動板11の変位が表れる。この反射光は、後述の導光体13へと入射する。   The diaphragm 11 is a sound-light conversion system mechanism that converts sound waves into optical signals by mechanical vibration. Specifically, the diaphragm 11 is, for example, a diaphragm-like film, and is suspended from the housing 19 by a holding mechanism (not shown). With such a mechanism, the diaphragm 11 vibrates due to an external sound pressure. Further, the diaphragm 11 is irradiated with radiated light from a light source 12 to be described later, and the optical path of the radiated light is changed by the vibration of the diaphragm 11. That is, the radiated light is modulated according to the displacement of the diaphragm 11, and the displacement of the vibrating diaphragm 11 appears in the reflected light of the radiated light. This reflected light is incident on a light guide 13 described later.

光源12は、振動板11に向けて光を放射する機構である。具体的に、光源12は、例えば発光素子としての発光ダイオード(LED)等を備えている。LEDの放射光は振動板11へと入射し、振動板11に反射されて光検出器14へと入射する。   The light source 12 is a mechanism that emits light toward the diaphragm 11. Specifically, the light source 12 includes, for example, a light emitting diode (LED) as a light emitting element. The emitted light of the LED enters the diaphragm 11, is reflected by the diaphragm 11, and enters the photodetector 14.

導光体13は、振動板11からの反射光を伝送する伝送路として機能する機構であり、ガラスやプラスチック、液体等により形成される透明の部材である。よって、例えば単なる棒状のアクリル部材(内部と周囲で屈折率が一様な素材)や、コアとクラッドの境界面で反射させることによって光を伝送する光ファイバー等でもよい。さらには、内部反射する金属パイプ状の物などでも良い。このような伝送路を通過した導光体13からの出射光は、光信号として後述の光電変換系(光検出器14)へと入射する。導光体13の長さは、反射光の強度、目的とする音声品質等に応じて異なるが、例えば、6mm〜200mm、形状を小さくしたい場合などには、好ましくは6mm〜30mmである。なお、細い光ファイバーを用いる際は曲げたり丸めたりして収納しても良い。   The light guide 13 is a mechanism that functions as a transmission path for transmitting reflected light from the diaphragm 11 and is a transparent member formed of glass, plastic, liquid, or the like. Therefore, for example, it may be a simple rod-shaped acrylic member (a material having a uniform refractive index inside and around), an optical fiber that transmits light by being reflected at the interface between the core and the clad, or the like. Further, it may be a metal pipe-like object that internally reflects. The outgoing light from the light guide 13 that has passed through such a transmission path enters a photoelectric conversion system (photodetector 14) described later as an optical signal. The length of the light guide 13 varies depending on the intensity of the reflected light, the target audio quality, and the like, but is preferably 6 mm to 200 mm, for example, when it is desired to reduce the shape, and is preferably 6 mm to 30 mm. In addition, when using a thin optical fiber, it may be bent or rolled and stored.

また、本発明の導光体13は、光を減衰させることを目的とした一定の伝送損失を有しており、光検出器14はこのような伝送損失による光強度の変化を検出することで、音声を復調することができる。よってその損失量は、所定の光強度を有する振動板11による反射光(≒導光体13への入射光)が、導光体13の光路長において消失せずに導光体13から出射され、さらにその出射光が光検出器14において検出され得る程度、即ち検出限界を上回る照度を保持することが可能な量であるものとする。また伝送損失は、光の吸収損失や散乱損失、放射損失、接続損失等によるため、光源の波長や、導光体13の不均一性、形状、光路長等の各要素によって変化する。   Further, the light guide 13 of the present invention has a certain transmission loss for the purpose of attenuating light, and the photodetector 14 detects a change in light intensity due to such a transmission loss. The voice can be demodulated. Therefore, the amount of loss is that light reflected by the diaphragm 11 having a predetermined light intensity (≈ incident light to the light guide 13) is emitted from the light guide 13 without disappearing in the optical path length of the light guide 13. Further, it is assumed that the emitted light can be detected by the photodetector 14, that is, an amount capable of holding the illuminance exceeding the detection limit. Further, the transmission loss is caused by light absorption loss, scattering loss, radiation loss, connection loss, and the like, and therefore varies depending on factors such as the wavelength of the light source, the non-uniformity, shape, and optical path length of the light guide 13.

光検出器14は、光を電気信号に変換する光電変換系の機構である。具体的に、光検出器14は、例えば受光素子として二次元方向に配列された複数のフォトダイオードを有している。ここではフォトダイオード群は、モノシリックに集積されたフォトダイオードアレイであるものとする。当該フォトダイオードアレイの各フォトダイオードは、その受光面に入射した光を、その受光量に応じた電流として出力する。   The photodetector 14 is a photoelectric conversion system mechanism that converts light into an electrical signal. Specifically, the photodetector 14 includes, for example, a plurality of photodiodes arranged in a two-dimensional direction as light receiving elements. Here, the photodiode group is assumed to be a monolithically integrated photodiode array. Each photodiode of the photodiode array outputs light incident on its light receiving surface as a current corresponding to the amount of light received.

次に光検出器14は、音声変換部16電流電圧変換回路によって、照度と音圧の相関から予め設定された式に従い得られた電流を電圧に変換、増幅する。また、光検出器14からは電流としてばかりでなく電圧を直接得ても良い。図2に、本実施形態における照度を音圧の相関図を示す。図2に示すように、照度と音圧は、略正の相関関係にある。即ち、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板11はプラス方向に撓み、反射光の導光体13内における光路長は短くなる(図1においては、反射回数が減る)。すると、伝送損失が低く抑えられるため、照度は高くなる。逆に、その反動で振動板11がマイナス方向に撓むほど、反射光の導光体13内における光路長は長くなる(図1においては、反射回数が増える)。すると、伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。このような相関をサンプリングにより導き出し、その式を設定しておくことで照度に対応する音圧に応じた電圧値を算出することができる。また、入力音圧が大きすぎる、或いは小さすぎると照度が鈍るため、正の相関関係が強い範囲を使用範囲として設定することが望ましい。   Next, the photodetector 14 converts the current obtained from the correlation between the illuminance and the sound pressure into a voltage and amplifies the voltage by the sound conversion unit 16 current-voltage conversion circuit. Further, a voltage may be directly obtained from the photodetector 14 as well as a current. FIG. 2 shows a correlation diagram between illuminance and sound pressure in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the illuminance and the sound pressure have a substantially positive correlation. That is, the greater the input sound pressure from the minus side, the more the diaphragm 11 bends in the plus direction, and the optical path length of the reflected light in the light guide 13 becomes shorter (in FIG. 1, the number of reflections decreases). Then, since transmission loss is suppressed low, the illuminance increases. On the contrary, as the vibration plate 11 bends in the minus direction due to the reaction, the optical path length of the reflected light in the light guide 13 becomes longer (in FIG. 1, the number of reflections increases). Then, since the transmission loss increases, the illuminance decreases. By deriving such a correlation by sampling and setting the equation, a voltage value corresponding to the sound pressure corresponding to the illuminance can be calculated. Further, since the illuminance is dull when the input sound pressure is too large or too small, it is desirable to set a range having a strong positive correlation as the use range.

また、照度と音圧の相関は、振動板11の形状や特性、光源12の強度や波長、導光体13の組成や形状、またこれらの位置関係等によって変化するため一概に言えるものではないが、図2では、強く正の相関が見られる場合の例を例示した。だが必ずしもこの限りではなく、相関係数が低い場合には、プロットから相関の回帰直線の方程式を求めて使用することもできる。もちろん、回帰直線によらずサンプリングデータテーブルから電圧値を導いてもよい。さらに、電圧を算出する際に増幅を見込んだ係数を乗じてもよいし、別途増幅器による増幅を経てもよい。このようにして得られた電圧v(t)からなる電気信号は、スピーカ15へと印加される。   Further, the correlation between illuminance and sound pressure varies depending on the shape and characteristics of the diaphragm 11, the intensity and wavelength of the light source 12, the composition and shape of the light guide 13, and the positional relationship thereof, and thus cannot be generally stated. However, FIG. 2 illustrates an example where a strong positive correlation is observed. However, this is not necessarily the case. When the correlation coefficient is low, an equation of a regression line of correlation can be obtained from the plot and used. Of course, the voltage value may be derived from the sampling data table regardless of the regression line. Further, when calculating the voltage, a coefficient for which amplification is expected may be multiplied, or amplification may be separately performed by an amplifier. The electric signal composed of the voltage v (t) obtained in this way is applied to the speaker 15.

上記説明したように、本発明の第一の実施形態に係る光マイクロフォン10によれば、導光体13により、光検出器14に到達する光量は音圧に応じて変化している。このような照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。また、従来では認識が難しかった僅かな音圧差であっても、導光体13を通すことにより確実に照度の差として現れるため、より再現性の高い正確な音声復調が可能となる。   As described above, according to the optical microphone 10 according to the first embodiment of the present invention, the amount of light reaching the photodetector 14 is changed according to the sound pressure by the light guide 13. By changing such a change in illuminance into a voltage, it is possible to demodulate the sound. In addition, even a slight difference in sound pressure, which has been difficult to recognize in the past, appears as a difference in illuminance by passing through the light guide 13, so that accurate sound demodulation with higher reproducibility becomes possible.

<第二の実施形態>
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図3は、本発明の第二の実施形態に係る光マイクロフォン20の構成図である。以下、上述の実施形態と同様の構成を有するものについては同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a configuration diagram of the optical microphone 20 according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, components having the same configurations as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3に示すように、光マイクロフォン20は、振動板11に変えて、一方の端のみが固定された板状の部材である振動板21を有している点で、第一の実施形態とは異なっている。さらに、導光体23は上部が拡径した集光部Xを有している。   As shown in FIG. 3, the optical microphone 20 is different from the diaphragm 11 in that it includes a diaphragm 21 that is a plate-like member fixed only at one end. Is different. Furthermore, the light guide 23 has a condensing part X whose upper part has an enlarged diameter.

光マイクロフォン20も上記実施形態と同様に、照度と音圧に略正の相関関係が成立するよう構成されている。即ち、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板21はプラス方向に振れ、反射光の導光体23内における伝送損失が低く抑えられ、照度は高くなる。逆に、その反動で振動板21がプラス方向に振れるほど、反射光の導光体23内における伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。このような構成により、光マイクロフォン20においても、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。   Similarly to the above embodiment, the optical microphone 20 is configured so that a substantially positive correlation is established between the illuminance and the sound pressure. That is, the greater the input sound pressure from the minus side, the more the diaphragm 21 swings in the plus direction, the transmission loss of reflected light in the light guide 23 is suppressed, and the illuminance increases. Conversely, the more the diaphragm 21 is swung in the positive direction due to the reaction, the greater the transmission loss of reflected light in the light guide 23, and the lower the illuminance. With such a configuration, the optical microphone 20 can also demodulate sound by changing the change in illuminance to voltage.

なお、導光部上部付近から上端部に向かい徐々に拡径する集光部Xは、振動板21の反射光の有効範囲を高め、光検出器14の小型化に貢献する。即ち集光部Xは、広い受光面で振動板21からの反射光を受光し、導光部下方向の光検出器14へと導光することが可能である。なお、集光部Xの形状は、導光部に光を導く形状で有れば形状を限定するものでは無い。   The condensing part X that gradually increases in diameter from the vicinity of the upper part of the light guide part toward the upper end part increases the effective range of the reflected light of the diaphragm 21 and contributes to the downsizing of the photodetector 14. That is, the condensing unit X can receive the reflected light from the diaphragm 21 with a wide light receiving surface and guide the light to the light detector 14 in the lower direction of the light guide unit. In addition, the shape of the condensing part X will not be limited if it is a shape which guides light to a light guide part.

<第三の実施形態>
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。図4は、本発明の第三の実施形態に係る光マイクロフォン30の構成図である。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a configuration diagram of an optical microphone 30 according to the third embodiment of the present invention.

図4に示すように、光マイクロフォン30は、振動板11を導光体33に対して斜めに配置した振動板31を有している点と、導光体33を下側から照らす光源32を有している点で、第一の実施形態とは異なっている。さらに、導光体33は、斜めの受光面を有している点で、第二の実施形態とは異なる。   As shown in FIG. 4, the optical microphone 30 includes a diaphragm 31 in which the diaphragm 11 is disposed obliquely with respect to the light guide 33 and a light source 32 that illuminates the light guide 33 from below. This is different from the first embodiment. Furthermore, the light guide 33 is different from the second embodiment in that it has an oblique light receiving surface.

光源32は、導光体33内を直進して振動板31を照射する。なお、光源32は、振動板31で反射される前に振動板31で損失を受けてなお、音声として復調される反射光が光検出器14に到達し得る程度の光強度が必要である。また、反射光が光源32によって妨げられないよう、小型のものであるのが望ましい。   The light source 32 travels straight in the light guide 33 and irradiates the diaphragm 31. Note that the light source 32 needs to have a light intensity that allows the reflected light demodulated as sound to reach the photodetector 14 after being lost by the diaphragm 31 before being reflected by the diaphragm 31. Further, it is desirable that the light is small so that the reflected light is not obstructed by the light source 32.

またここでは、光源32からの光は導光体33の壁面に反射せずに振動板13へと到達する例を挙げているが、振動板31に対し常に一定の角度で照射されれば、導光体33の壁面に反射させしても良い。   Here, an example is given in which the light from the light source 32 reaches the diaphragm 13 without being reflected by the wall surface of the light guide 33. However, if the diaphragm 31 is always irradiated at a constant angle, You may reflect on the wall surface of the light guide 33. FIG.

導光体33は、受光面である上部端面が、振動板31と略平行に斜めに形成されている。これにより、振動板31からの反射光を集光し易くなる。また、形状や角度を調整することによって、音圧と照度出力の特性を変化させることも可能である。   In the light guide 33, an upper end surface which is a light receiving surface is formed obliquely in parallel with the diaphragm 31. Thereby, the reflected light from the diaphragm 31 is easily collected. It is also possible to change the characteristics of sound pressure and illuminance output by adjusting the shape and angle.

光マイクロフォン30も上記実施形態と同様に、照度と音圧に略正の相関関係が成立するよう構成されている。即ち、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板31はプラス方向に撓み、反射光の導光体33内における伝送損失が低く抑えられ、照度は高くなる。逆に、その反動で振動板31がマイナス方向に撓むほど、反射光の導光体33内における伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。このような構成により、光マイクロフォン30においても、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。   Similarly to the above embodiment, the optical microphone 30 is configured such that a substantially positive correlation is established between the illuminance and the sound pressure. That is, the greater the input sound pressure from the minus side, the more the diaphragm 31 bends in the plus direction, the transmission loss of reflected light in the light guide 33 is kept low, and the illuminance increases. Conversely, as the vibration plate 31 bends in the negative direction due to the reaction, the transmission loss of the reflected light in the light guide 33 increases, and the illuminance decreases. With such a configuration, the optical microphone 30 can also demodulate sound by changing the change in illuminance into a voltage.

<第四の実施形態>
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。図5は、本発明の第四の実施形態に係る光マイクロフォン40の構成図である。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of an optical microphone 40 according to the fourth embodiment of the present invention.

図5に示すように、光マイクロフォン40は、導光体46を有している点で、上記実施形態とは異なる。また、受光面が斜めに形成された円柱状の導光体43を有している。   As shown in FIG. 5, the optical microphone 40 is different from the above embodiment in that it includes a light guide 46. Moreover, it has the cylindrical light guide 43 in which the light-receiving surface was formed diagonally.

具体的に、光マイクロフォン40は、光源12と振動板11との間に配置される導光体46を有している。導光体46は、例えば投光ファイバーであり、入射光を略減衰させることなく伝送する。具体的に、光源12からの光は、投光ファイバーに入射するとファイバー内を全反射を繰り返しながら端部に達し、振動板11に向けて照射される。   Specifically, the optical microphone 40 has a light guide 46 disposed between the light source 12 and the diaphragm 11. The light guide 46 is, for example, a projecting optical fiber, and transmits incident light without being substantially attenuated. Specifically, when the light from the light source 12 enters the projecting optical fiber, the light reaches the end while repeating total reflection inside the fiber, and is irradiated toward the diaphragm 11.

さらに、導光体43は、受光面である上部端面が、振動板11に対する光源12からの光の入射角度に応じた受光が容易な方向、即ち、振動板11の反射光が、受光面に対して略直角となるよう傾いている。   Furthermore, the light guide body 43 has an upper end surface that is a light receiving surface in a direction in which light reception according to the incident angle of light from the light source 12 with respect to the diaphragm 11 is easy, that is, reflected light of the diaphragm 11 is incident on the light receiving surface. It is inclined so as to be substantially perpendicular to it.

このような構成により、光マイクロフォン40は、光源12をどのような位置に配置したとしても、好適な角度で振動板11へと光を照射することが可能である。   With such a configuration, the optical microphone 40 can irradiate the diaphragm 11 with light at a suitable angle regardless of the position of the light source 12.

<第五の実施形態>
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。図6は、本発明の第五の実施形態に係る光マイクロフォン50の構成図である。
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a configuration diagram of an optical microphone 50 according to the fifth embodiment of the present invention.

図6に示すように、光マイクロフォン50は、光検出器14の裏面から光を照射する光源52を有している点において、上記実施形態とは異なる。   As shown in FIG. 6, the optical microphone 50 is different from the above embodiment in that it includes a light source 52 that emits light from the back surface of the photodetector 14.

光源52は、光検出器54の背面に配置され、光検出器54に設けられる出射孔56を通って導光体13の略中心を直進し、振動板21に到達するようになっている。その際、振動板21が標準位置(音圧が0と推定される位置)にある場合には、反射光は入射角及び反射角がゼロであるため光源52に返り検出されないか、微小なずれを設けて出射孔56の周囲のセルで検出される。一方で、振動板21が揺動している場合にはそれぞれ別の光路で導光体13を通るが、振動板21の振れ幅がプラス方向及びマイナス方向で同じ場合、略同様の反射光が得られその反射光の光路長も略同様のものとなる。よって、予め設定された同様の式に従い得られた電流を電圧に変換することができる。   The light source 52 is disposed on the back surface of the photodetector 54, passes straight through the emission hole 56 provided in the photodetector 54, travels substantially along the center of the light guide 13, and reaches the diaphragm 21. At that time, when the diaphragm 21 is in the standard position (position where the sound pressure is estimated to be 0), the reflected light is not detected by returning to the light source 52 because the incident angle and the reflection angle are zero, or a slight deviation. Is detected in the cells around the emission hole 56. On the other hand, when the diaphragm 21 is oscillating, it passes through the light guide 13 through different optical paths. However, if the vibration width of the diaphragm 21 is the same in the plus direction and the minus direction, substantially similar reflected light is emitted. The optical path length of the obtained reflected light is substantially the same. Therefore, a current obtained according to a similar formula set in advance can be converted into a voltage.

また、ここでは、光源52からの出射光が導光体13の壁面に反射せずに振動板21へと到達している例を挙げているが、上記と同じように出射光が導光体壁面に反射をする構成としても良い。   Here, an example is given in which the emitted light from the light source 52 reaches the diaphragm 21 without being reflected by the wall surface of the light guide 13, but the emitted light is guided to the light guide in the same manner as described above. It is good also as a structure which reflects on a wall surface.

図7に、本実施形態における音圧と照度の相関図を示す。図7に示すように、本実施形態における照度と音圧は、正及び負の相関関係にある。例えば、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板21はプラス方向に振れ、光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。よって、振動板21がプラス方向へ振れる場合、照度と音圧は負の相関を有している。同様に、反動で振動板21がマイナス方向に振れるほど、光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。よって、振動板21がマイナス方向へ振れる場合、照度と音圧は正の相関を有している。なお、振動板21が標準位置にある場合、反射光は導光体13内を略直進するため光路長は最も短くなり、照度は最大となる。   FIG. 7 shows a correlation diagram between sound pressure and illuminance in the present embodiment. As shown in FIG. 7, the illuminance and the sound pressure in the present embodiment have a positive and negative correlation. For example, the greater the input sound pressure from the minus side, the more the diaphragm 21 swings in the plus direction, the longer the optical path length and the greater the transmission loss, and the lower the illuminance. Therefore, when the diaphragm 21 swings in the plus direction, the illuminance and the sound pressure have a negative correlation. Similarly, the more the diaphragm 21 is swung in the negative direction due to the reaction, the longer the optical path length and the greater the transmission loss, so the illuminance decreases. Therefore, when the diaphragm 21 swings in the minus direction, the illuminance and the sound pressure have a positive correlation. When the diaphragm 21 is in the standard position, the reflected light travels substantially straight through the light guide 13, so that the optical path length is the shortest and the illuminance is maximum.

光検出器54の電流電圧変換回路は、例えばスイッチング回路等により、このような電圧の符号(プラスマイナス)を切り替える。なお、切り替えのタイミングは、例えば所定の閾値を超える電流(振動板21が略標準位置応である場合の照度に応じた電流)の入力があった場合等に設定することができる。なお、圧電素子等の他の機構により、振動板が動いた方向を検出して符号を切り替えてもよい。さらには、光検出器54はマトリックス状に配置された複数の検出器とし、各マトリックスから得られた電圧を元に振動板の振動方向を予測して電圧の符号を切り替えても良い。得られた電圧v(t)からなる電気信号は、スピーカ15へと印加される。   The current-voltage conversion circuit of the photodetector 54 switches the sign (plus or minus) of such a voltage by, for example, a switching circuit. Note that the switching timing can be set, for example, when a current exceeding a predetermined threshold (current corresponding to illuminance when the diaphragm 21 is substantially in a standard position) is input. Note that the sign may be switched by detecting the direction in which the diaphragm moves by another mechanism such as a piezoelectric element. Furthermore, the photodetector 54 may be a plurality of detectors arranged in a matrix, and the sign of the voltage may be switched by predicting the vibration direction of the diaphragm based on the voltage obtained from each matrix. An electric signal composed of the obtained voltage v (t) is applied to the speaker 15.

このような構成により、光マイクロフォン50においても、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。   With such a configuration, also in the optical microphone 50, it is possible to demodulate sound by changing the change in illuminance into a voltage.

<第六の実施形態>
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。図8は、本発明の第六の実施形態に係る光マイクロフォン60の斜視図である。
<Sixth embodiment>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a perspective view of an optical microphone 60 according to the sixth embodiment of the present invention.

図8に示すように、光マイクロフォン60は、反射光が導光体13の略中心を直進するよう配置された振動板61と光源62とを有している点で、上記実施形態とは異なる。例えば、光マイクロフォン60は、導光体13に対し垂直に光を照射する光源62と、入射角及び出射角が計90度となる振動板61と、を有している。   As shown in FIG. 8, the optical microphone 60 is different from the above-described embodiment in that the optical microphone 60 includes a diaphragm 61 and a light source 62 that are arranged so that the reflected light goes straight through the approximate center of the light guide 13. . For example, the optical microphone 60 includes a light source 62 that irradiates light perpendicularly to the light guide 13 and a diaphragm 61 that has an incident angle and an emission angle of 90 degrees in total.

本実施形態においても上述の第五の実施形態と同様に、振動板61の振れ幅がプラス方向及びマイナス方向で同じ場合、反射光の光路長は略同様のものとなる。よって、予め設定された同様の式に従い得られた電流を電圧に変換することができる。また、音圧と照度の相関も上記と同様であるため、電圧の符号(プラスマイナス)を切り替えることで復調用の電気信号が得られる。   Also in this embodiment, as in the fifth embodiment described above, when the deflection width of the diaphragm 61 is the same in the plus direction and the minus direction, the optical path length of the reflected light is substantially the same. Therefore, a current obtained according to a similar formula set in advance can be converted into a voltage. Since the correlation between the sound pressure and the illuminance is the same as described above, an electric signal for demodulation can be obtained by switching the sign (plus or minus) of the voltage.

<第七の実施形態>
次に、本発明の第七の実施形態について説明する。図9は、本発明の第七の実施形態に係る光マイクロフォン70の斜視図である。
<Seventh embodiment>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a perspective view of an optical microphone 70 according to the seventh embodiment of the present invention.

図9に示すように、光マイクロフォン70は、光導波板77と、振動板71とを有している点で、上記実施形態とは異なる。具体的に、光マイクロフォン70は、光源12からの光を透過させる光導波板77と、当該光導波板77に接続され、音波を受けて振動する振動板71を備えている。   As shown in FIG. 9, the optical microphone 70 is different from the above embodiment in that it includes an optical waveguide plate 77 and a diaphragm 71. Specifically, the optical microphone 70 includes an optical waveguide plate 77 that transmits light from the light source 12 and a vibration plate 71 that is connected to the optical waveguide plate 77 and vibrates in response to sound waves.

光源12は、この光導波板77に接するように、或いはその内部に設けられており、光源12からの放射光は、光導波板77を通って振動板71へと至る。なお、振動板71も光導波板77と同様に光透過性を有し、光導波路として機能する。即ち、光導波板77から振動板71へと入射した光は、振動板の振動により光路を変化させながら導光体23へと出射される。   The light source 12 is provided in contact with or inside the optical waveguide plate 77, and the radiated light from the light source 12 reaches the vibration plate 71 through the optical waveguide plate 77. Note that the diaphragm 71 also has optical transparency like the optical waveguide plate 77 and functions as an optical waveguide. That is, the light that has entered the diaphragm 71 from the optical waveguide plate 77 is emitted to the light guide 23 while changing the optical path due to the vibration of the diaphragm.

光導波板77及び振動板71は例えば、透明金属やガラス基板、透明度の高い半導体基板などをレーザー加工や腐食するなどにより形成することができる。ここでは、入光部や出光部の断面を長方形としているが、楕円形や三角形状でもよく、また複数であってもよい。   The optical waveguide plate 77 and the vibration plate 71 can be formed by, for example, laser processing or corroding a transparent metal, a glass substrate, a highly transparent semiconductor substrate, or the like. Here, although the cross section of the light entrance part and the light exit part is rectangular, it may be elliptical or triangular, or may be plural.

このようにして、光マイクロフォン70では、光源12からの入射光が振動板71中を透過することによって、その振動変位によって変調された出射光を得ることができる。なお、ここでも振動板71におけるプラス方向への振れ及びマイナス方向への振れが大きいほど光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。一方で、振動板71が標準位置にある場合、反射光は導光体23内を略直進するため光路長は最も短くなり、照度は最大となる。また、導光体の23への入射角を図2で示す様に設定してもよい。よって、図7における音圧と照度の相関図と同様の相関関係を有していると言える。   In this way, in the optical microphone 70, the incident light from the light source 12 is transmitted through the diaphragm 71, so that the emitted light modulated by the vibration displacement can be obtained. In this case as well, the greater the deflection in the plus direction and the deflection in the minus direction of the diaphragm 71, the longer the optical path length and the greater the transmission loss, resulting in lower illuminance. On the other hand, when the diaphragm 71 is in the standard position, the reflected light travels substantially straight through the light guide 23, so that the optical path length is the shortest and the illuminance is maximum. Further, the incident angle to the light guide 23 may be set as shown in FIG. Therefore, it can be said that it has the same correlation as the correlation diagram of sound pressure and illuminance in FIG.

このような光マイクロフォン70によれば、光学系の位置を厳密に定めなくとも、光源12、光導波板77、振動板71を、一体に形成することで一定の位置に固定されるため、ずれが生じにくく、組み立て作業が容易になる。   According to such an optical microphone 70, since the light source 12, the optical waveguide plate 77, and the vibration plate 71 are integrally formed, even if the position of the optical system is not strictly determined, they are fixed at a certain position. Is less likely to occur and the assembly work becomes easier.

<第八の実施形態>
次に、本発明の第八の実施形態について説明する。図10は、本発明の第八の実施形態に係る光マイクロフォン80の斜視図である。
<Eighth embodiment>
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a perspective view of an optical microphone 80 according to the eighth embodiment of the present invention.

図10に示すように、光マイクロフォン80は、先端が湾曲したヘラ状の振動板81を有している点で、上記実施形態とは異なる。   As shown in FIG. 10, the optical microphone 80 is different from the above-described embodiment in that it has a spatula-shaped diaphragm 81 having a curved tip.

具体的に、光マイクロフォン80は、光源12からの光を受光して透過させる振動板81を備えている。振動板81は、先端が導光体23側に湾曲した先端が湾曲したヘラ状の光透過性部材であり、先端に近づくほど厚みを増す構成となっている。このような振動板81は、導光体23とは逆側の一面で光源12からの光を受光し、導光体23側から出光させる。即ち、振動板81へと入射した光は、振動板の振動により光路を変化させながら導光体23へと出射される。   Specifically, the optical microphone 80 includes a diaphragm 81 that receives and transmits light from the light source 12. The diaphragm 81 is a spatula-like light-transmitting member with a tip curved toward the light guide 23 and has a configuration in which the thickness increases as it approaches the tip. Such a diaphragm 81 receives light from the light source 12 on one surface opposite to the light guide 23 and emits light from the light guide 23 side. That is, the light that has entered the diaphragm 81 is emitted to the light guide 23 while changing the optical path due to vibration of the diaphragm.

なお、ここでは振動板81におけるマイナス方向への振れが大きいほど光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる例を図示しているが、光透過性部材の屈折率や振動板81の湾曲度合いによって、音圧と照度の相関は変化する。ここで、振動板81は必ずしも湾曲させなければならないわけでは無く、光路の変化を増大するためのものである。   Note that, here, an example in which the illuminance is low is shown because the optical path length is longer and the transmission loss is larger as the vibration in the negative direction of the vibration plate 81 is larger, but the refractive index of the light transmitting member and the vibration plate are illustrated. The correlation between sound pressure and illuminance changes depending on the degree of curvature of 81. Here, the diaphragm 81 does not necessarily have to be curved, but is for increasing the change in the optical path.

このようにして、光マイクロフォン80では、光源12からの入射光が振動板81中を透過することによって、その振動変位によって変調された出射光を得ることができる。   In this way, in the optical microphone 80, the incident light from the light source 12 is transmitted through the diaphragm 81, so that the emitted light modulated by the vibration displacement can be obtained.

また、図11(a)に示すように、振動板81は、その先端及びその付近の厚みが薄くなるよう形成してもよい。このような例によれば、局所的に厚みを変えることで屈折後の光の方向の差を増大させることによって、光の変調量が大きくなり、微妙な音量差を正確に検知することができる。さらに先端が薄いために、板が重くなりすぎず、また分厚くなることで振動に対し反応性が鈍くなるのを防止できる。   Further, as shown in FIG. 11A, the diaphragm 81 may be formed so that the thickness at the tip and in the vicinity thereof is thin. According to such an example, by increasing the difference in the direction of the light after refraction by locally changing the thickness, the amount of light modulation increases, and a subtle volume difference can be accurately detected. . Furthermore, since the tip is thin, the plate does not become too heavy, and it can be prevented that the reactivity with respect to vibration becomes dull by being thick.

さらに、図11(b)に示すように、振動板81は、透過性部材で形成せず、反射によって光を導光体23側へ導くよう構成してもよい。なお、図11(b)には、振動板の先端が指数関数的に湾曲する例を記載している。このような形状の振動板によれば、反射光の方向の変化を増大させることで、光の変調量が大きくなり、微妙な音量差を正確に検知することができる。   Furthermore, as shown in FIG. 11B, the diaphragm 81 may be configured not to be formed of a transmissive member but to guide light to the light guide 23 side by reflection. FIG. 11B shows an example in which the tip of the diaphragm is bent exponentially. According to the diaphragm having such a shape, by increasing the change in the direction of the reflected light, the amount of light modulation increases, and a subtle volume difference can be accurately detected.

以上、本発明に係る光マイクロフォンについて説明した。上記のように、本発明に係る光マイクロフォンは、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。また、従来では認識が難しかった僅かな音圧差が照度の差として確実に現れるため、より再現性の高い正確な音声復調が可能となる。   The optical microphone according to the present invention has been described above. As described above, the optical microphone according to the present invention can demodulate sound by changing the change in illuminance into a voltage. In addition, since a slight difference in sound pressure, which has been difficult to recognize in the past, appears reliably as a difference in illuminance, accurate sound demodulation with higher reproducibility becomes possible.

本発明は、上記のような実施形態には制限されない。本発明の要旨を例示することを意図し、本発明を限定するものではない。多くの代替物、修正、変形例は当業者にとって明らかである。なお、上記各実施形態や変形例における各特徴をそれぞれ組み合わせて用いることもできる。   The present invention is not limited to the embodiment as described above. It is intended to exemplify the subject matter of the present invention and is not intended to limit the present invention. Many alternatives, modifications, and variations will be apparent to those skilled in the art. In addition, it can also be used combining each characteristic in said each embodiment and modification.

例えば、上記実施形態では、光信号の反射及び透過に振動板を利用した例を挙げているが、必ずしもこれに限らず、例えば図12に記載するような振動膜101を利用してもよい。具体的に、振動板101は、フレーム102に支持された円盤状の膜部材であり、これが音波によって撓み振動することで、その振動変位によって変調された反射光を得ることができる。   For example, in the above-described embodiment, an example in which a diaphragm is used for reflection and transmission of an optical signal is given. However, the present invention is not limited thereto, and for example, a diaphragm 101 as shown in FIG. 12 may be used. Specifically, the vibration plate 101 is a disk-shaped film member supported by the frame 102, and when this is bent and vibrated by sound waves, reflected light modulated by the vibration displacement can be obtained.

また例えば、音声変換部16にマイクロコンピュータを内蔵し、光検出器14から得られた電流、又は電圧をデジタル変換し、前もって設定された変換テーブルを参照する事で、変換テーブルに照らし合わせた電圧を得ることにより、より正確な音声を生成する事ができる。さらには、例えば、一定の正弦波音圧を加える事で、変換テーブルの補正を行えるようにしても良い。   In addition, for example, the sound conversion unit 16 has a built-in microcomputer, the current or voltage obtained from the photodetector 14 is digitally converted, and the voltage compared with the conversion table by referring to the conversion table set in advance. By obtaining the above, it is possible to generate a more accurate voice. Furthermore, for example, the conversion table may be corrected by applying a constant sine wave sound pressure.

また、無音時にゼロ調整を行うことで、光マイクロフォンの光軸のズレなどの補正をする事ができる。例えば、ゼロ調整スイッチを押下後3秒後に音圧を測定し、その音圧をゼロとして設定する。ゼロ調整時は、密閉した箱や、無音箱に入れるなどをする事も有効である。   Further, by performing zero adjustment when there is no sound, it is possible to correct a deviation of the optical axis of the optical microphone. For example, the sound pressure is measured 3 seconds after the zero adjustment switch is pressed, and the sound pressure is set as zero. During zero adjustment, it is also effective to put it in a closed box or a silent box.

なお、照度と音圧の相関関係は必ずしも上記のものに限らず、照度の変化から音圧を導き出せるものであれば、どのような相関関係にあってもよい。例えば、図13に示すように、導光体の形状によってその相関関係が変化し、音声変換部16はこのような相関グラフに基づいて、音声の復調量を決定することができる。   The correlation between illuminance and sound pressure is not necessarily limited to the above, and any correlation may be used as long as the sound pressure can be derived from the change in illuminance. For example, as shown in FIG. 13, the correlation changes depending on the shape of the light guide, and the audio conversion unit 16 can determine the amount of audio demodulation based on such a correlation graph.

また、光マイクロフォンの基本構成は必ずしも上記に限定されない。例えば、音源は必ずしも内蔵されている必要はなく、外部音源を用いても良い。光源についても、必ずしもLEDである必要はなく、レーザー光を利用してもよい。受光素子についても、CCDやCMOSイメージセンサーを使用しても良い。   Further, the basic configuration of the optical microphone is not necessarily limited to the above. For example, a sound source is not necessarily built in, and an external sound source may be used. The light source is not necessarily an LED, and laser light may be used. As the light receiving element, a CCD or a CMOS image sensor may be used.

さらに、本発明に係る光マイクロフォンは様々な分野に応用が可能であるが、例えば補聴器においてこれを使用することができる。補聴器は、主に人間の音声や会話を聞くために使用される事が多いが、従来のダイナミックマイクロフォンやコンデンサーマイクロフォン等では、振動子に電気信号を生成(起電力)する負荷が掛かるために次に示す様な音が、強調されて再生され易かった。   Furthermore, the optical microphone according to the present invention can be applied to various fields, and can be used, for example, in a hearing aid. Hearing aids are often used mainly for listening to human voices and conversations. However, with conventional dynamic microphones and condenser microphones, the transducer generates electrical signals (electromotive force), and the following load is applied. The sound as shown in the above was emphasized and easily reproduced.

1.機械の動力音(例えば電力周波数で駆動するクーラー、扇風機などのモータ音、自動車などの走行時に出る、エンジン音や路面音等は低音で重量感のある音)、2.打撃音(例えば机などを叩く音などのような甲高い音)。   1. 1. Power sound of the machine (for example, motor sound of a cooler or electric fan driven at a power frequency, engine sound, road surface sound, etc. that are emitted during driving of a car or the like, low sound and heavy sound) Striking sound (for example, high-pitched sound such as the sound of hitting a desk).

これらは、振動子の慣性により強調されやすい傾向にある。一方で、例えば人間の会話など周波数の変化が激しく、強弱がそれほど無い音は再生され(拾い)にくい傾向にあり、そのために増幅度を上げた結果、なおさら他の雑音が強調されることとなってしまう。   These tend to be emphasized by the inertia of the vibrator. On the other hand, for example, a sound with a strong frequency change, such as a human conversation, has a tendency to be difficult to be reproduced (picked up). End up.

さらに、補聴器では近距離での音が強調される。その結果、補聴器やイヤフォン部付近の擦れ音等がハウリングをおこすなど、益々聞き取りにくい状況が発生していた。この点で、光マイクロフォンは、振動子の重量を極力落とす事が可能で有ると共に、起電力をおこす負荷が無いために、音声などを忠実実に再現する事ができると共に、従来のマイクロフォンの慣性力で動き(勢いを付けることで、行き過ぎた動きが起きる)を余分に強調する極端な反応を除去する事ができる。これらにより、補聴器に光マイクロフォンを使用することで、人間の音声、会話などがスムーズに聞き取ることができる。また、音域によって、フィルターを掛けたり、レベルを調整したり、デジタル化するなど各種の従来の技術と組合せて使用できる事は言うまでもない。さらに、骨伝導などを利用しても良いもので有る。   In addition, hearing aids emphasize sounds at close range. As a result, it has become increasingly difficult to hear, such as howling is caused by a rubbing sound near the hearing aid and the earphone unit. In this respect, the optical microphone can reduce the weight of the vibrator as much as possible, and since there is no load that generates electromotive force, it can faithfully reproduce sound and the inertial force of a conventional microphone. Can remove the extreme reaction that over-emphasizes the movement (by adding momentum, the overshoot occurs). Thus, by using an optical microphone for the hearing aid, it is possible to smoothly hear human voice, conversation, and the like. In addition, it goes without saying that it can be used in combination with various conventional techniques such as applying a filter, adjusting the level, or digitizing depending on the sound range. Furthermore, bone conduction may be used.

またさらに、本発明の光マイクロフォンを使用することで、より安価な補聴器を実現する事ができる。また、音の方向性を確認する事で尚一層の聞き取り易さを得ることができる。このため、左右別々に光マイクロフォンを設けステレオとする事や、片側に例えば、前後方向に指向性を持たせた複数の光マイクロフォンを設けることで後方の音も拾う仕組みとしても良い。   Furthermore, by using the optical microphone of the present invention, a cheaper hearing aid can be realized. Further, by confirming the directionality of the sound, it is possible to obtain much easier listening. For this reason, it is good also as a mechanism which picks up the sound of the back by providing an optical microphone separately on right and left to make it a stereo, or providing a plurality of optical microphones with directivity in the front-rear direction on one side.

10・20・30・40・50・60・70・80・90:光マイクロフォン、11・21・31・61・71・81:振動板、101:振動膜、12・32・52・62:光源、13・23・33・43:導光体、14・54:光検出器、15:スピーカ、16:音声変換部、19:筐体、56:出射孔。 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90: optical microphone, 11, 21, 31, 61, 71, 81: diaphragm, 101: diaphragm, 12, 32, 52, 62: light source , 13, 23, 33, 43: light guide, 14, 54: photodetector, 15: speaker, 16: sound conversion unit, 19: housing, 56: exit hole.

Claims (10)

光源と、
音圧を受けて振動する振動板と、
所定の伝送損失を有し、前記振動板からの光を伝送する導光体と、
前記導光体から出射光を受光する光検出器と、
を備え、
前記振動板の振動に応じて、前記導光体に入射される光の角度が変わり、これによって前記光検出器により受光した光の照度が変わる
ことを特徴とする光マイクロフォン。
A light source;
A diaphragm that vibrates in response to sound pressure;
A light guide having a predetermined transmission loss and transmitting light from the diaphragm;
A photodetector for receiving light emitted from the light guide;
With
An optical microphone, wherein the angle of light incident on the light guide changes according to the vibration of the diaphragm, thereby changing the illuminance of the light received by the photodetector.
請求項1に記載の光マイクロフォンであって、
前記光検出器は、前記受光した光の照度に応じた信号電圧を出力する
ことを特徴とする光マイクロフォン。
The optical microphone according to claim 1,
The optical microphone outputs a signal voltage corresponding to an illuminance of the received light.
請求項2に記載の光マイクロフォンであって、
前記照度と音圧との間に、相関関係がある
ことを特徴とする光マイクロフォン。
The optical microphone according to claim 2,
An optical microphone, wherein there is a correlation between the illuminance and the sound pressure.
請求項1から3の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光源からの出射光を、前記振動板に反射させて前記導光体に導く
ことを特徴とする光マイクロフォン。
An optical microphone according to any one of claims 1 to 3,
The optical microphone characterized in that light emitted from the light source is reflected by the diaphragm and guided to the light guide.
光源と、
音圧を受けて振動する振動板と、
所定の伝送損失を有し、前記振動板からの光を伝送する導光体と、
前記導光体から出射光を受光する光検出器と、
を備え、
前記光源からの出射光を、前記振動板を透過させて前記導光体に導く
ことを特徴とする光マイクロフォン。
A light source;
A diaphragm that vibrates in response to sound pressure;
A light guide having a predetermined transmission loss and transmitting light from the diaphragm;
A photodetector for receiving light emitted from the light guide;
With
An optical microphone, wherein emitted light from the light source is guided to the light guide through the diaphragm.
請求項1に記載の光マイクロフォンであって、
前記光源からの出射光は、前記導光体を通過して前記振動板へ到達する
ことを特徴とする光マイクロフォン。
The optical microphone according to claim 1,
The light emitted from the light source passes through the light guide and reaches the diaphragm.
請求項1から5の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光源からの出射光が、投光ファイバーを介して前記振動板へ到達する
ことを特徴とする光マイクロフォン。
An optical microphone according to any one of claims 1 to 5,
The light microphone emitted from the light source reaches the diaphragm via a projecting optical fiber.
請求項1から7の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光検出器は、フォトダイオードを含む
ことを特徴とする光マイクロフォン。
An optical microphone according to any one of claims 1 to 7,
The optical detector includes a photodiode.
請求項1から8の何れか一項に記載の光マイクロフォンを含む補聴器。   A hearing aid including the optical microphone according to any one of claims 1 to 8. 請求項9に記載の補聴器であって、
前記光マイクロフォンを、複数含んでいる
ことを特徴とする補聴器。
A hearing aid according to claim 9,
A hearing aid comprising a plurality of the optical microphones.
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