JPH0761199B2

JPH0761199B2 - マイクロフォン

Info

Publication number: JPH0761199B2
Application number: JP4059018A
Authority: JP
Inventors: 功松嶋
Original assignee: 工業技術院長
Priority date: 1992-02-12
Filing date: 1992-02-12
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH05227596A

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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２０ＫＨ_Z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。

【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
有し、このレーザ光反射手段からの反射レーザ光を利用
して当該レーザ光反射手段のその時々の位置変化を検出
することにより、入力音波のその時々の音圧を検出する
マイクロフォンであって；第一の時間幅でレーザ光源か
らレーザ光反射手段へのレーザ光の照射を許し、第二の
時間幅でレーザ光反射手段にて反射された反射レーザ光
を受光装置に入力させる光スイッチを設けると共に；受
光装置には、レーザ光源からレーザ光反射手段に向けて
照射されるレーザ光の一部を入力させ；上記の第一の時
間幅と第二の時間幅を所定の周期で交互に繰り返しなが
ら、受光装置に入力する上記の反射レーザ光と、レーザ
光源から照射されるレーザ光の一部との位相差情報に基
づき、入力音波のその時々の音圧を検出すること；を特
徴とするマイクロフォンを提案する。

【０００５】

【実施例】図１には、本発明に至る過程で考察されたマ
イクロフォンの第一参考例の概略構成が示されている。
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。後に図９に即して主
として説明される本発明では、このような振動系本来の
優秀な性質を損なうことなく、これを最大限に発揮させ
ることができる。

【０００６】振動板１に対し、この第一参考例では、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、以下に述べる他の参考例や、
図９に即して説明する本発明実施例中でも、このレーザ
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。

【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Ｂ_i 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Ｂ_o 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Ｂ_o 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Ｂ_i
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Ｂ_o 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。

【０００８】この第一参考例のマイクロフォン構造で
は、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Ｂ_i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Ｂ_o 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。

【０００９】なお、このような第一参考例に従うマイク
ロフォンに適当な受光装置７としては、図２に示すよう
な構成が考えられる。まず、レーザ光Ｂ_o 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Ｂ_i 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Ｂ_o 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Ｂ_o 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 ，８² ，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。

【００１０】しかし、図示の場合には、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Ｂ_o
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
８² 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
Ｂ_o が図２に示されている位置にあるとき、このレーザ
光Ｂ_o 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。

【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。

【００１２】図３には、同様に反射レーザ光Ｂ_o 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Ｂ_o 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Ｂ_o 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。

【００１３】図４に示される受光装置７は、反射レーザ
光Ｂ_o の光路途中に介挿され、当該反射レーザ光Ｂ_o の
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Ｂ_o 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Ｂ_S
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Ｂ_S 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。

【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。

【００１５】図５に示される受光装置７は、反射レーザ
光Ｂ_o 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Ｂ_o 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Ｂ_o 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Ｂ_o'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。

【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、
そうした横長な形状を持つ反射レーザ光Ｂ_o の光路途中
には、当該反射レーザ光Ｂ_o を通過させる開口１６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Ｂ_o'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、適当なるレンズ系１１により当該出力光
Ｂ_o'を適当なる光検出素子１２に収束することで、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。

【００１７】図７には、本発明に至る過程で考えられた
マイクロフォンの第二の参考例が示されている。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、後に述べる本発明実施例に対しても同様に適用でき
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Ｂ_o の位置変化の
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、機械的な可動部分はできるだけ少ないに越
したことがないので、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。

【００１８】図７に示されている第二の参考例では、い
わゆるレーザ距離計１７を利用している。当然、この場
合には、レーザ光源も受光装置も、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。

【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ることも
考えられる。

【００２０】しかるに、これまで述べてきた第一、第二
の参考例では、いずれも、レーザ光反射板４に対する照
射レーザ光Ｂ_i の入口と、レーザ光反射板４から受光装
置７への出射レーザ光Ｂ_o の出口とは、空間的に互いに
異なる位置にあった。これに対し、本発明に従う一実施
例を示す図９中に認められるように、光スイッチメカニ
ズムを採用し、入出力レーザ光Ｂ_i ，Ｂ_o 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Ｂ_i 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Ｂ_o 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、第一、第二
の参考例に関して既述したように、音波Ｓの入力に伴う
レーザ光反射板４の機械的変位量が不足する場合、これ
を増幅する機能も組込まれている。

【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Ｂ_i 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。なお、このようにレーザ光ｃが光スイ
ッチ１９とレーザ光反射板４との間を往復している時間
は、本発明の基本的な構成における上記の第一、第二の
時間幅に対し、この実施例で望ましくは付け加えられた
第三の時間幅と観念することができる。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Ｂ_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Ｂ_i
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。

【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
を閉じている時間である上記の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
えば偏光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。図１０には、参考のために、そのような光スイッチ
１９の一構成例が示されている。

【００２３】説明すると、光スイッチ１９の内部には、
第一、第二の偏光板１９ａ，１９ｂと、第一、第二の電
気光学素子１９ｃ，１９ｄ、及び反射鏡１９ｅが含まれ
ている。第一の偏光板１９ａは、例えば双方向矢印Ｐで
示す方向に偏光した光のみを通過させ、第二の偏光板１
９ｂは、これと直交する第二の偏光方向Ｑ（図中、矢尻
のマークで示す）に偏光した光のみを通過させる。第
一、第二の電気光学素子１９ｃ，１９ｄは、周知の通
り、電界Ｅが印加されると偏光の方向を９０°回転させ
るもので、ＫＤＰ等を材料とする結晶が良く知られてい
る。しかるに、上述した第一の時間幅においては、図１
０(A) に示されているように、第一、第二の電気光学素
子１９ｃ，１９ｄに対し、共に電界Ｅを印加する。する
と、図９中のレーザ光源６から矢印ａで示されるように
出射されたレーザ光Ｂ _i は、第一偏光板１９ａにて第一
偏光方向Ｐのレーザ光となった後、第一電気光学素子１
９ｃにてその偏光方向が９０°回転され、第一偏光方向
Ｐとは直交する第二偏光方向Ｑのレーザ光となるので、
そのまま第二偏光板１９ｂをも通過し、再度、第二の電
気光学素子１９ｄによって偏光の方向が９０°回転され
て元に戻され、第一偏光方向Ｐのレーザ光となって図９
中の反射板４に向け、出射される。従って、この第一の
時間幅の間は、レーザ光源６から出射されたレーザ光Ｂ
_i は、先に述べたように、光スイッチ１９を通過し、レ
ーザ光反射板４に照射される。なお、これも既述のよう
に、この出射経路途中には図９に示した通り、光増幅器
２０が介在することもある。この第一の時間幅の経過
後、既述した望ましい実施例では設けた方が良いとされ
ている第三の時間幅に相当する時間、図１０(B) に示さ
れているように第一、第二の電気光学素子１９ｃ，１９
ｄに対しての電界Ｅの印加を中止すると、図９中の反射
板４により反射され、矢印ｃで示されるように光スイッ
チ１９に戻って来た第一偏光方向Ｐのレーザ光は、第二
電気光学素子１９ｄにより偏光の方向が回転されること
はないので、当該偏光方向Ｐの光を通さない第二の偏光
板１９ｂにより反射され、反射鏡１９ｅに指向される。
反射鏡１９ｅにより反射された偏光方向Ｐのレーザ光は
再び図９中の反射板４に指向され、再度反射される。従
って、この時間の間は、既述したように、レーザ光は矢
印ｃで示されるように、当該光スイッチ１９とレーザ光
反射板４との間を往復する往復レーザ光となり、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。

【００２４】このようにして、適度な変位量増幅を図っ
たならば、次に、上述した第二の時間幅に亙り、今度は
図１０(C) に示されるように、第二の電気光学素子にの
み、電界Ｅを印加する。すると、それまで反射板４と反
射鏡１９ｅとの間を反射、往復していた往復レーザ光ｃ
は、反射板４の方から光スイッチ１９に入力するに伴
い、第二の電気光学素子１９ｄにてその偏光方向が９０
°回転され、第二偏光方向Ｑの光となるので、第二偏光
板１９ｂを通過する。しかし、第一の電気光学素子１９
ｃには電界Ｅが印加されていないので、この第二偏光方
向Ｑとなっているレーザ光は、当該第一の電気光学素子
１９ｃを通過後、当該第二偏光方向Ｑの光を通さない第
一の偏光板１９ａにて反射され、図９中の受光装置２１
に向けて指向される。このようにして、光スイッチ１９
は、第二の時間幅の間、図９中の仮想線の矢印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Ｂ _o を光検出器２１に入力させる。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に至る過程で考察された第一の参考例に
おけるマイクロフォンの概略構成図である。

【図２】第一参考例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。

【図３】第一参考例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。

【図４】第一参考例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。

【図５】第一参考例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。

【図６】第一参考例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。

【図７】本発明に至る過程で考察された、第二の参考例
としてのマイクロフォンの概略構成図である。

【図８】第一、第二参考例に適当な、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。

【図９】本発明に従って構成された一実施例のマイクロ
フォンであって、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
マイクロフォンの概略構成図である。

【図１０】本発明のマイクロフォンに採用可能な、光ス
イッチ回路の具体的一構成例とその動作の説明図であ
る。

【符号の説明】

１振動板，４レーザ光反射板，６レーザ光源，１９光スイッチ，２１光検出器，２２半透鏡，Ｓ入力音波，Ｂ_i レーザ光反射板へのレーザ光，Ｂ_o レーザ光反射板からの反射レーザ光．

Claims

【特許請求の範囲】

【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
段を有し、該レーザ光反射手段からの反射レーザ光を利
用して該レーザ光反射手段のその時々の位置変化を検出
することにより、入力音波のその時々の音圧を検出する
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
の上記レーザ光の照射を許し、第二の時間幅で該レーザ
光反射手段にて反射された反射レーザ光を受光装置に入
力させる光スイッチを設けると共に；上記受光装置には、上記レーザ光源から上記レーザ光反
射手段に向けて上記照射される上記レーザ光の一部を入
力させ；上記第一の時間幅と上記第二の時間幅を所定の周期で交
互に繰り返しながら、該受光装置に入力する上記反射レ
ーザ光と、上記レーザ光源から照射される上記レーザ光
の一部との位相差情報に基づき、上記入力音波のその時
々の音圧を検出すること；を特徴とするマイクロフォン。