JPH11316155A - 光センサ―及び光マイクロホン - Google Patents

光センサ―及び光マイクロホン

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JPH11316155A
JPH11316155A JP6012099A JP6012099A JPH11316155A JP H11316155 A JPH11316155 A JP H11316155A JP 6012099 A JP6012099 A JP 6012099A JP 6012099 A JP6012099 A JP 6012099A JP H11316155 A JPH11316155 A JP H11316155A
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light
waveguide
optical sensor
optical
free end
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JP6012099A
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Vladimir Gorelik
ヴラディミル・ゴレリク
Manfred Hibbing
マンフレート・ヒビング
Rainer Wiggers
ライナー・ヴィッゲルス
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Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
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Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R23/00Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00
    • H04R23/008Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00 using optical signals for detecting or generating sound
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/268Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
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    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いS/N比で相対的に大きな膜面が検出可
能である光センサーを提供する。 【解決手段】 特に光音響式の光センサーにおいて、光
源3と、光検出器4と、反射面を有する音響感応性部
材、例えば、膜2と、一方の自由端7が光源3に指向す
ると共に他方の自由端6が反射面に斜めに指向する第1
送信光波導体5と、一方の自由端11が反射面に斜めに
指向すると共に他方の自由端12が光検出器4に指向す
る第1受信光波導体10とを備え、又、第1送信光波導
体5と大略同一又は同様に整列させた少なくとも1個の
第2送信光波導体5を設けて、送信光波導体5の一方か
ら出た光が、反射面で反射した後に少なくとも部分的に
第1受信光波導体10によって受信される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源と、光検出器
と、反射面を有する音響感応性部材、例えば、膜と、一
方の自由端が光源に指向すると共に他方の自由端が反射
面に斜めに指向する第1送信光波導体と、一方の自由端
が反射面に斜めに指向すると共に他方の自由端が光検出
器に指向する第1受信光波導体とを備える特に光音響式
の光センサーに関する。
【0002】
【従来の技術】図1には、例えば、アクスチカ(ACU
STICA)、Vol.73(191)の72−89頁
に開示されているように、公知の光センサー又は公知の
光マイクロホンの横断面が図示されている。図1に図示
された膜検出において、光源(不図示)からの光は送信
光波導体5に接続され、送信光波導体5はその光をその
他方の自由端に導く。光は、そこで送信光波導体5を離
れて、膜2に斜めに当たる(明瞭さのために送信光波導
体5を離れた軸光線14のみが図示されている)。平坦
な膜2は送信光波導体5に指向する反射面を有し、送信
光波導体5からの光が反射面において反射されて少なく
とも部分的に受信光波導体10に導入される(同様に反
射光の軸光線16のみが図示されている)。
【0003】膜2が音響信号により静止状態(実線)か
ら撓ませられると(破線)、受信光波導体の正面を覆う
ようにその正面に当たる光束が小さくなったり大きくな
ったりする。これが図2に概略的に示され、図2(A)
は受信光波導体10の正面17と膜2が撓んでいない時
の軸光線16を有する光束との共通面18を示す。図2
(B)は、膜2が撓んだ時に共通面18がより小さくな
ることを明示する。このように膜2が撓むとより少ない
光が受信光波導体10に達し、その他端に配置された光
検出器(不図示)がより小さい電気信号を出力する。こ
のように電気出力信号は、撓み自在の音響感応性膜にお
ける光の反射により強度調整される。
【0004】光調整の程度はマイクロホン感度を決定す
るので、公知の光センサーでは、できるだけ細い送信光
波導体及び受信光波導体が使用されている。この場合、
小さい膜撓みによる僅かの光スポット移動が、すぐに光
検出器における相対的に大きな信号変化を引起こす。こ
の場合、マイクロホン感度は好都合に相対的に大きい。
【0005】しかしながら、小径送信光波導体は、大き
い光源から発せられた光の一部のみが導体に接続される
という欠点を有する。僅かに接続された光の強度は光検
出器におけるS/N比を悪化させる。更に、その小径に
より、膜移動が略逐一捉えられ、即ち、光が膜の狭い境
界領域だけを検出するという欠点を有する。これによ
り、光が励起された膜の振動の節又は腹に当たる場合、
煩わしい感度変動、その結果、記録劣化が生じる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
S/N比で相対的に大きな膜面が検出可能である冒頭に
記載した型式の光センサーを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる冒頭に記
載の形式の光センサーにおいて、この目的は、第1送信
光波導体と大略同一又は同様に整列させた少なくとも1
個の第2送信光波導体を設けて、送信光波導体の一方か
ら出た光が、反射面で反射した後に少なくとも部分的に
第1受信光波導体によって受信されることによって達成
される。
【0008】本発明の利点は、特に、光源から放射され
たより多数の光が使用可能であり、その結果、S/N比
が大きくなることである。本発明では、従来普通の第1
送信光波導体の代りに、大略同一又は同様に整列させた
第2送信光波導体を使用して、一般に音響感応性部材で
ある音響感応性膜を検出するための少なくとも2個の光
束が自由になる。送信光波導体の膜に指向する両方の自
由端が反射面の異なる領域を検出する時、両方の光スポ
ットが振動の節又は腹を検出するという確率が明らかに
低減される。これにより、高いマイクロホン感度及び正
確な録音が得られる。しかし、両方の送信光波導体が膜
の同一領域に指向されている時、より高いS/N比が達
成される。
【0009】特に好ましい実施形態は、第1受信光波導
体と大略同一に整列させた少なくとも1個の第2受信光
波導体を設けたことを特徴とする。送信光波導体からの
光が、膜で反射した後に受信光波導体の少なくとも一方
によって受信されるように、受信光波導体が構成されて
いる。
【0010】光源からできるだけ多くの光を膜に導くこ
とができるように、送信光波導体の光源に指向する自由
端が束ねられる。送信光波導体の束ねられて、光源に指
向する自由端の横断面が、光源から発する光束の横断面
に大略対応する時、好都合である。
【0011】膜で反射して受信光波導体に入射する光を
できるだけ完全に光検出器に接続できるように、受信光
波導体の光検出器に指向する自由端が、束ねられること
が同様に好ましいと共に、光検出器に僅かの間隔で対向
配置されることが好都合である。これは、受信光波導体
の束ねられて、光検出器に指向する自由端の横断面が、
光検出器の作動面に大略対応することによって達成され
るのが好ましい。これにより、光検出器のS/N比が簡
単に高められる。
【0012】好都合な別の構成において、各送信光波導
体が所定の受信光波導体に割当てられ、所定の受信光波
導体が、対応する送信光波導体からの光を膜で反射した
後に受信する。1個の送信光波導体と1個の受信光波導
体から成る各対が、膜の所定領域の検出に設けられてい
るので、膜側の検出面が全体として増大させられると共
に、対の数で改良されたS/N比が得られる。細い個々
の光波導体を使用することにより、高い光感度と高い光
収量が得られる。光波導体が同一に形成されると、どの
受信光波導体がどの送信光波導体に割当てられるかとい
うことは問題ではなくなる。どの光波導体も他の光波導
体と差異が無いので、光波導体が簡単に配置できるか
ら、本発明にかかるセンサーの製造が相当に簡単にな
る。
【0013】特に好ましい実施形態は、送信光波導体と
受信光波導体の反射面に指向する自由端が扇状に広げら
れたことを特徴とする。ここで、送信側の扇の各光波導
体は受信側の扇の各光波導体と対応する。
【0014】送信光波導体と受信光波導体の特殊な扇形
により、光スポットが膜の直線上に大略位置するよう
に、対応する自由端が膜上に指向される。この直線状整
列により、受信光波導体が、この受信光波導体に割当て
られていない他の送信光波導体からの光を受信すること
が妨げられる。
【0015】送信光波導体から放射された光束は円筒形
又は円錐形であり得る。先述したように、円筒形光束で
より高い光学調整度が得られるが、所定の場合より多く
の送信光波導体と受信光波導体を使用することにより円
錐形光源を使用することが十分であり得る。
【0016】本発明にかかる光センサーを光マイクロホ
ンに使用することが特に好ましい。この時、普通、例え
ば発光ダイオードである光源と例えばフォトダイオード
である光検出器がマイクロホンの外に設けられる一方、
送信光波導体、受信光波導体と膜がマイクロホン内に配
置される。
【0017】本発明の好都合な別の構成が従属請求項に
特徴付けられている。
【0018】
【発明の実施の形態】図3は、図1及び図2の機能原理
に従って作用する本発明にかかる光センサーを概略的に
図示する。図面において、同じ参照番号は同じ部品を指
す。図3のセンサーは、複数の大略等しく整列させた送
信光波導体5、膜2、複数の同様に大略等しく整列させ
た受信光波導体10を有する。送信光波導体5の自由端
7が、発光ダイオードとして形成された光源3に間近で
対向するように結束状態で配置され、その束は、横断面
において略円形であると共に、光源3から発した光束の
横断面に大略対応する。
【0019】光源3と反対側の自由端6が大略直線上に
位置すると共に、自由端6から発した光束が同一の角度
で斜めに、本実施形態においては大略平坦な膜2に当た
るように、信光波導体5は、更に進行して扇状に広が
る。膜2の近傍に位置する自由端6を有する送信光波導
体5は、軸光線14を有して互いに分離された光束を膜
2に送出して、膜2上に光スポット15を発生する。
【0020】図示の実施形態において、受信光波導体1
0は、光スポット15を貫通する膜2の垂直面に関し
て、送信光波導体5に対して鏡像的に配置されている。
この構成において、各送信光波導体5は各受信光波導体
10に割当てられているので、膜2で反射した各所定の
送信光波導体5からの光は各々の受信光波導体10に入
る(ここでも反射された光束の軸光線16だけが図示さ
れている)。
【0021】膜2又は膜2の反射面と反対側の受信光波
導体10の自由端12は、束ねられていると共に、例え
ば、フォトダイオードとして形成された光検出器4に指
向している。光検出器4においては、光量に従って及び
それと共に膜2の撓みに従って対応する電気信号が発生
し、電気信号は、その後、次処理のために更に送られ
る。受信光波導体10の束ねられて光検出器4に近接す
る自由端12は、光検出器4の作動面に大略対応する。
【0022】送信光波導体5及び受信光波導体10の自
由端6、7、11と12は、使用する光波導体の数及び
その配置と整列に関して、与えられた状態、特に、光源
3、光検出器4及び膜2の構成に適合可能であることが
理解される。例えば、送信光波導体5と受信光波導体1
0の鏡像的配置は決して強制的ではない。更に、所定の
実施形態において、個々の光スポット15は少なくとも
部分的に重なってもよい。送信光波導体5と受信光波導
体10の数は同一でなければならないことはない。更
に、送信光波導体5の形状により決定される異なる光束
形状が適当である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 公知の光センサーの横断面図である。
【図2】 (A)と(B)は図1の膜の撓みによる調整
作用を示す図である。
【図3】 複数の送信光波導体及び受信光波導体を有す
る本発明にかかる光センサーを示す斜視図である。
【符号の説明】
2 膜 3 光源 4 光検出器 5 送信光波導体 10 受信光波導体
フロントページの続き (72)発明者 マンフレート・ヒビング ドイツ連邦共和国30900ヴェデマルク、フ ラスヴォルト24番 (72)発明者 ライナー・ヴィッゲルス ドイツ連邦共和国29693アールデン、アイ ルター・ドルフシュトラーセ114番

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源(3)と、光検出器(4)と、反射
    面を有する音響感応性部材、例えば、膜(2)と、一方
    の自由端(7)が光源(3)に指向すると共に他方の自
    由端(6)が反射面に斜めに指向する第1送信光波導体
    (5)と、一方の自由端(11)が反射面に斜めに指向
    すると共に他方の自由端(12)が光検出器(4)に指
    向する第1受信光波導体(10)とを備える特に光音響
    式の光センサーにおいて、 第1送信光波導体(5)と大略同一又は同様に整列させ
    た少なくとも1個の第2送信光波導体(5)を設けて、
    送信光波導体(5)の一方から出た光が、反射面で反射
    した後に少なくとも部分的に第1受信光波導体(10)
    によって受信される光センサー。
  2. 【請求項2】 第1受信光波導体(10)と大略同一に
    整列させた少なくとも1個の第2受信光波導体(10)
    を設けて、送信光波導体(5)から出た光が、反射面で
    反射した後に少なくとも部分的に受信光波導体(10)
    の少なくとも一方によって受信される請求項1に記載の
    光センサー
  3. 【請求項3】 送信光波導体(5)及び/又は受信光波
    導体(10)の光源(3)又は光検出器(4)に指向す
    る自由端(7、12)が束ねられている請求項2に記載
    の光センサー。
  4. 【請求項4】 送信光波導体(5)の束ねられて、光源
    (3)に指向する自由端(7)の横断面が、光源(3)
    から発する光束の横断面に大略対応する請求項3に記載
    の光センサー。
  5. 【請求項5】 受信光波導体(10)の束ねられて、光
    検出器(4)に指向する自由端(12)の横断面が、光
    検出器(4)の作動面に大略対応する請求項3又は4に
    記載の光センサー。
  6. 【請求項6】 各送信光波導体(5)が所定の受信光波
    導体(10)に割当てられて、対応する送信光波導体
    (5)からの光が反射面で反射した後に所定の受信光波
    導体(10)に入る請求項2乃至5のいずれかに記載の
    光センサー。
  7. 【請求項7】 送信光波導体(5)と受信光波導体(1
    0)の反射面に指向する自由端(6、11)が扇状に広
    げられた請求項2乃至6のいずれかに記載の光センサ
    ー。
  8. 【請求項8】 反射面上に発生する光スポット(15)
    が大略直線上に位置する請求項7に記載の光センサー。
  9. 【請求項9】 送信光波導体(5)によって反射面上に
    発生させられた隣合う光スポット(15)が、互いに同
    一の間隔を有する請求項8に記載の光センサー。
  10. 【請求項10】 送信光波導体(5)から出る光束が円
    筒形又は円錐形である請求項1乃至9のいずれかに記載
    の光センサー。
  11. 【請求項11】 請求項1乃至10のいずれかに記載の
    特に光音響式の光センサーを備える光マイクロホン。
JP6012099A 1998-03-07 1999-03-08 光センサ―及び光マイクロホン Pending JPH11316155A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19809920-7 1998-03-07
DE1998109920 DE19809920C1 (de) 1998-03-07 1998-03-07 Optischer, insbesondere optoakustischer Sensor sowie optisches Mikrofon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11316155A true JPH11316155A (ja) 1999-11-16

Family

ID=7860131

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6012099A Pending JPH11316155A (ja) 1998-03-07 1999-03-08 光センサ―及び光マイクロホン

Country Status (4)

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JP (1) JPH11316155A (ja)
DE (1) DE19809920C1 (ja)
FR (1) FR2775775A1 (ja)
GB (1) GB2335108B (ja)

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FR2775775A1 (fr) 1999-09-10
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GB2335108B (en) 2002-06-26
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