JPH01231500A - 光マイクロフォン - Google Patents

光マイクロフォン

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JPH01231500A
JPH01231500A JP5618188A JP5618188A JPH01231500A JP H01231500 A JPH01231500 A JP H01231500A JP 5618188 A JP5618188 A JP 5618188A JP 5618188 A JP5618188 A JP 5618188A JP H01231500 A JPH01231500 A JP H01231500A
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JP
Japan
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optical
light
signal
diaphragm
beam splitter
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Pending
Application number
JP5618188A
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English (en)
Inventor
Yoichi Kushida
櫛田 洋一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NIKOU KOGAKU KK
Original Assignee
NIKOU KOGAKU KK
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Publication date
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  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、光マイクロフォンに関するものであり、特
に、レーザ光に対するドツプラー効果に基づき、音声信
号を対応の電気信号に変換させる光マイクロフォンに関
するものである。
[従来の技術] 従来から使用されているマイクロフォンは、空気中を音
波として伝播されてきた音声信号を適当な振動板で受は
入れ、この振動板に対して機械的に結合されているコイ
ルを、対応の磁石の周囲で振動させて、当該コイルに発
生した電流の変化を、前記音声信号に対応する電気信号
に変換して取り出すようにされている。
ところで、従来のこの種のマイクロフォンは、振動板に
対して機織的に結合されているコイルは相応の重量のも
のであるから、このコイルを動かす際には振動板の運動
エネルギが相当に減衰することになる。このためC;、
マイクロフォンとしての効率が低下するとともに、再生
される音質も劣化してしまう。
また、従来のこの種のマイクロフォンにおいては、音声
信号を対応の電気信号に変換してから、適当な増幅器へ
の伝送のために所要の電線が使用されるけれども、その
電線に固有のインピーダンスとの関係等から、その音量
や音質を重視したときには、当該電線の長さに制限を受
けることになる。更に、この電線を伝送されるものが電
気信号であることから、当該電線の外周での他の電磁波
等に基づく磁気的な影響を受けて、本来の電気信号に対
する雑音として混入してくる可能性がある。
[発明が解決しようとする課題] 従来のマイクロフォンは、以上のように構成され、動作
するものであることから、コイルを動かすために対応の
振動板の機械的エネルギが相当に消耗して、マイクロフ
ォンとしての本来の効率が低下したり、その音量や音質
が重視されるときには、電気信号の伝送用の電線の長さ
に制限が加わる等の問題点があるとともに、この電線の
外周での他の電磁波等に基づく磁気的な影響を受けて、
本来の電気信号に対する雑音の混入がなされるという問
題点もあった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、光の耐電磁誘導性を活用して、良好な効率を
もって、また、その音質等の劣化をさせることなく、音
声信号からの対応の変換信号を伝送することができるよ
うにされた光マイクロフォンを得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段] この発明に係る光マイクロフォンは、レーザ光源と、偏
光ビーム・スプリッタ、第1、第2の1/4波長板、ミ
ラー、および、光センサを含む偏光処理部と、振動板を
含む光マイクロフォン機能部と、前記偏光処理部と前記
光マイクロフォン機能部とを結ぶ光学的結合部と、から
なるものである。
[作用] この発明においては、レーザ光源からの光ビームが偏光
処理部内の偏光ビーム・スプリッタによって2本の光ビ
ームに分離され、その一方は前記偏光ビーム・スプリッ
タから反射して、第1の1/4波長板を介して、ミラー
から光センサに向けて参照光として戻され、その他方は
光学的結合部を介して光マイクロフォン機能部の振動板
から反射して、ドップラー・シフトを受けた信号光とし
て前記光センサに向けて戻されるものであって、光の耐
電磁誘導性を活用して、良好な効率をもって、また、そ
の音質等の劣化をさせることなく、音声信号からの対応
の変換信号を伝送することができる。
[実施例] この発明の実施例についての説明を行うのに先立って、
この発明に適用されるドツプラー効果の説明を原理的に
行っておく、−船釣に、所要の信号を搬送波としての光
ビームに搬送するときには、電波信号の場合と同様に、
振幅変調や周波数変調のような適当な変調が施されるも
のである。ところで、光ビームとして自然光が選択され
るときには、周波数変調が施されることは考えられない
けれども、レーザ光が選択されるときには、これはほぼ
完全な単色光であることから、適当な光センサを使用す
ることにより、振幅変調信号および周波数変調信号の双
方の検波を行うことが可能である。
ここで、光信号が周波数変調信号として使用される上で
の最重要な事項は、レーザ光による振動板の移動速度を
測定することであって、これはドツプラー効果に基づく
ものである。移動している振動板で反射される光信号の
周波数は、当該振動板の移動速度に比例して変化する。
いま、振動板が速度■で移動しているときに、周波数f
0の光信号が反射したものとすると、この反射した光信
号の周波数はΔfだけ変化して、その値は下記のように
なる。
Δf=(fo/C)Veosθ ただし、Cは光速である。即ち、r0+Δfなる周波数
の光信号から周波数変化分Δrに相当するものを検出す
ればよいこと&?なる。
以上の事項について、第2図を参照しながら、更に説明
していく、この第2図は、この発明に適用されるドツプ
ラー効果の説明図である。レーザ光源21から出射した
レーザ光は、ハーフミラ−22により2分割されて、参
照光B1および信号光B2にされる。この信号光B2は
、振動板23で反射されて、対応の周波数がf0+Δf
にされる。
これに対して、参照光B1の周波数はf、であるから、
この参照光B1および信号光B2が光センサ24に入射
されると、両者の周波数成分の差であるΔfに相当する
信号が検出されることになる。そして、このようにして
得られる差信号が、前記従来のマイクロフォンのコイル
を流れる電流に対応する信号を保持しているものと考え
られる。
次に、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は、この発明の一実施例である光マイクロフォンを示
す概略構成図である。この第1図において、レーザ光源
11から出射されたランダム偏光のレーザ光は、偏光処
理部12内の偏光ビーム・スプリッタ12Aに入射され
て、反射して第1の1/4波長板12Bに向かう横波S
1と、透過して第2の1/4波長板12Eに向かう縦波
S2とに分離される。この偏光処理部12を構成するも
のは、偏光ビーム・スプリッタ12A、第1、第2の1
/4波長板12B、12E、ミラー12C1および、光
センサ12Dである。
まず、反射した横波S1は、第1の1/4波長板12B
を通過するときに波面が45゛だけ回転し、ミラー12
Cで反射してから、第1の1/4波長板12Bを再度通
過する。ここで、波面が更に45°だけ回転して縦波S
2にされる。このために、偏光ビーム・スプリッタ12
Aで反射してレーザ光源11側に戻る光ビームはなくな
り、ミラー12Cからの光ビームは全てが参照光として
光センサ12Dに入射することになる。
次に、偏光ビーム・スプリッタ12Aを透過して第2の
1/4波長板12Hに向かった縦波S2は、この第2の
1/4波長板12Eを通過しながら、その波面が45°
だけ回転し、第1光フアイバコネクタ13Aおよび光フ
ァイバ13を介して、光マイクロフォン機能部14端部
の第2光フアイバコネクタ13Bに至る。この光マイク
ロフォン機能部14には、集光レンズ14Aおよび振動
板14Bが含まれている。この縦波S2は、更に、集光
レンズ14A−4振動板14B→集光レンズ14A→第
2光フアイバコネクタ13Bの順路を経由して戻り、こ
れが第2の1/4波長板12Eを通過するときに、45
°だけ波面が回転して、横波S1になる。このために、
次段の偏光ビームスプリッタ12Aでは、レーザ光源2
1に向けて透過する光ビームはなくなり、全てが反射す
る信号光として光センサ12Dに入射することになる6
そして、この光センサ12Dからの出力は、振動板14
Bの移動速度の変化に対応する電気信号として取り出さ
れる。
[発明の効果] 以上説明されたように、この発明に係る光マイクロフォ
ンは、レーザ光源と、偏光ビーム・スプリッタ、第1、
第2の1/4波長板、ミラー、および、光センサを含む
偏光処理部と、振動板を含む光マイクロフォン機能部と
、前記偏光処理部と前記光マイクロフォン機能部とを結
ぶ光学的結合部とからなるものであって、前記レーザ光
源からの光ビームが前記偏光処理部内の偏光ビーム・ス
プリッタによって2本の光ビームに分離され、その一方
は前記偏光ビーム・スプリッタから反射して、前記第1
の1/4波長板を介して、前記ミラーから前記光センサ
に向けて参照光として戻され、その他方は前記光学的結
合部を介して前記光マイクロフォン機能部の前記振動板
から反射して、ドップラー・シフトを受けた信号光とし
て前記光センサに向けて戻されるものであり、その機械
的運動部分が振動板だけであって、その信号変換効率が
極めて高くされるとともに、その音質も著しく改善され
るものである。また、信号の伝送には光ファイバが使用
されることから、外部からの電気的または磁気的な影響
を受けることがなく、従って、本来の信号に雑音が混入
する恐れがない、更に、固有のインピーダンスを有する
電線を使用することがなく、従って、マイクロフォン本
体と増幅手段との間の距離が長くても信号の減衰を生じ
ることがなく、また、音買の変化が生じることもない。
更に、マイクロフォン機能部は振動板と1本の光ファイ
バだけで構成されたものであることから、小形化および
軽量化が容易に実現できるという効果が奏せられるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例である光マイクロフォン
を示す概略構成図、第2図は、この発明に適用されるド
ツプラー効果の説明図である。 11はレーザ光源、12は偏光処理部、12Aは偏光ビ
ーム・スプリッタ、12B、12Eは第1、第2の1/
4波長板、12Cはミラー、12Dは光センサ、13は
光ファイバ、13A、13Bは第1、第2光フアイバコ
ネクタ、14は光マイクロフォン機能部、14Aは集光
レンズ、14第1図 14日二振動板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)レーザ光源と、 偏光ビーム・スプリッタ、第1、第2の1/4波長板、
    ミラー、および、光センサを含む偏光処理部と、 振動板を含む光マイクロフォン機能部と、 前記偏光処理部と前記光マイクロフォン機能部とを結ぶ
    光学的結合部と、 からなる光マイクロフォンであって、 前記レーザ光源からの光ビームが前記偏光処理部内の偏
    光ビーム・スプリッタによって2本の光ビームに分離さ
    れ、その一方は前記偏光ビーム・スプリッタから反射し
    て、前記第1の1/4波長板を介して、前記ミラーから
    前記光センサに向けて参照光として戻され、その他方は
    前記光学的結合部を介して前記光マイクロフォン機能部
    の前記振動板から反射して、ドップラー・シフトを受け
    た信号光として前記光センサに向けて戻されることを特
    徴とする光マイクロフォン。
  2. (2)前記光学的結合部は光ファイバからなることを特
    徴とする請求項1に記載の光マイクロフォン。
JP5618188A 1988-03-11 1988-03-11 光マイクロフォン Pending JPH01231500A (ja)

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