KR100822272B1

KR100822272B1 - Optical Microphone

Info

Publication number: KR100822272B1
Application number: KR1020060078060A
Authority: KR
Inventors: 임영민
Original assignee: 전자부품연구원; 주식회사 윈텍
Priority date: 2006-08-18
Filing date: 2006-08-18
Publication date: 2008-04-15
Also published as: KR20080016237A

Abstract

본 발명은 광마이크로폰에 관한 것으로, 특히 진동판으로 광을 방사하는 제1도파관과 상기 진동판으로부터 반사된 광을 수집하는 제2도파관의 형태에 관한 것이다. 즉, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 경사가공 되어 있고, 상기 제1도파관과 제2도파관의 중심축은 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있으며, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 하부면에 수직한 방향을 중심으로 선대칭되어 있는 상태로부터, 상기 제1도파관과 제2도파관 중 어느 하나의 도파관이 상기 도파관의 중심축을 기준으로 45°내지 315°의 범위 내에서 회전되어 있는 상태를 가지는 광마이크로폰에 의하는 경우, 종래와 같이 도파관의 상단면 가공각도를 크게하지 않고서도, 광원으로부터 방출되는 광의 세기와 수광소자에 전달되는 광의 세기의 차이를 크게할 수 있어서, 광마이크로폰이 감지할 수 있는 동작영역의 효과와 그 범위를 확대시킬 수 있는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical microphone, and more particularly, to the form of a first waveguide for emitting light to a diaphragm and a second waveguide for collecting light reflected from the diaphragm. That is, the upper surfaces of the first waveguide and the second waveguide are inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm, and the central axes of the first waveguide and the second waveguide are at an angle with respect to the lower surface of the diaphragm. The waveguide of the first waveguide and the second waveguide is in the center of the waveguide from an inclined state, and the top surfaces of the first waveguide and the second waveguide are linearly symmetric with respect to the direction perpendicular to the lower surface. In the case of the optical microphone having a state of being rotated within the range of 45 ° to 315 ° with respect to the axis, the light intensity and the light receiving element of the light source emitted from the light source are increased without increasing the processing angle of the upper surface of the waveguide as in the prior art. It is possible to increase the difference in the intensity of the transmitted light, so that the effect of the operating area that can be detected by the optical microphone and to expand the range There.

광마이크로폰, 도파관, 진동판 Optical microphone, waveguide, diaphragm

Description

Optical Microphone

도 1은 종래기술에 따른 광마이크로폰의 구조를 나타내는 단면도이고,1 is a cross-sectional view showing the structure of an optical microphone according to the prior art,

도 2는 도 1에 나타난 광마이크로폰의 광학부 구조를 상세하게 나타내는 확대 단면도이고,FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing in detail an optical part structure of the optical microphone shown in FIG.

도 3a와 도 3b는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광마이크로폰의 구성을 나타내는 모식도이고,3A and 3B are schematic diagrams showing the configuration of an optical microphone according to a preferred embodiment of the present invention, respectively.

도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명에 따른 광마이크로폰의 제1도파관 또는 제2도파관이 회전되는 상태를 설명하기 위한 광학부 구성 단면도이고,4A to 4C are cross-sectional views of an optical unit for explaining a state in which the first waveguide or the second waveguide of the optical microphone according to the present invention is rotated, respectively.

도 5는 본 발명에 따른 광마이크로폰의 제1도파관 또는 제2도파관이 회전되는 상태를 설명하기 위한 다른 광학부 구성 단면도이고,5 is a cross-sectional view of another optical unit for explaining a state in which the first waveguide or the second waveguide of the optical microphone according to the present invention is rotated,

도 6은 본 발명에 따라 제1도파관 또는 제2도파관이 회전되는 정도에 따라 발생하는 손실변화율을 나타낸 그래프이다. FIG. 6 is a graph showing a rate of change of loss generated according to the degree of rotation of the first or second waveguide according to the present invention.

<도면의 주요부분 기호에 대한 간단한 설명 ><Brief description of symbols of the main parts of drawings>

31: 광원 32: 제1도파관 31: light source 32: first waveguide

33: 진동판 34: 제2도파관33: diaphragm 34: second waveguide

35: 수광소자 36: 헤드35: light receiving element 36: head

본 발명은 광마이크로폰에 관한 것으로, 특히 진동판으로 광을 방사하는 제1도파관과 상기 진동판으로부터 반사된 광을 수집하는 제2도파관의 형태에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 진동판의 하부면에 수직한 방향을 중심으로 선대칭되어 있는 상태로부터, 상기 제1도파관과 제2도파관 중 어느 하나의 도파관이 상기 도파관의 중심축을 기준으로 45°내지 315°의 범위 내에서 회전되어 있는 상태를 가지는 것을 특징으로 한다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical microphone, and more particularly, to the form of a first waveguide for emitting light to a diaphragm and a second waveguide for collecting light reflected from the diaphragm. More specifically, from the state where the upper surfaces of the first waveguide and the second waveguide are symmetrical about a direction perpendicular to the lower surface of the diaphragm, the waveguide of any one of the first waveguide and the second waveguide is the waveguide. It is characterized by having a state that is rotated within the range of 45 ° to 315 ° with respect to the central axis of.

광마이크로폰은 LED 광이나 반도체 레이저 광을 진동판에 입사시켜, 진동판이 외부 소리신호에 의해 위치 변형하는 것을 수광어레이 소자로 측정해 내는 원리에 의해 작동하는 것이다. 즉, 소리신호에 따른 진동판 위치 변형에 의해서, 진동판에서 발생되는 반사광의 경로 차이로 인한 광의 세기 변화를 수광 소자로 측정하여 신호 처리하는 것이다. The optical microphone works by injecting LED light or semiconductor laser light into the diaphragm and measuring the position change of the diaphragm by an external sound signal with a light receiving array element. That is, by changing the position of the diaphragm according to the sound signal, the change in the intensity of the light due to the path difference of the reflected light generated by the diaphragm is measured by the light receiving element to process the signal.

도 1은 종래기술에 따른 광마이크로폰의 구조를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1에 나타난 광마이크로폰의 광학부 구조를 상세하게 나타내는 확대 단면도이다. 1 is a cross-sectional view showing the structure of an optical microphone according to the prior art, Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of the optical portion of the optical microphone shown in FIG.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 광마이크로폰은 소정의 광세기를 가지는 광을 방출하는 광원(14)과, 상기 광원으로부터 방출된 광을 전송하여 일정한 각도로 방사시키는 제1도파관(8)과, 상기 제1도파관에서 방사되는 광의 경로를 외부에서 가해지는 소리신호의 압력에 의해 변형되는 판에 따라 변화시켜서, 상기 소리신호의 압력에 따라 변화되는 광 경로를 가지는 광으로 반사시키는 진동판(28)과, 상기 진동판에서 반사된 광의 일부를 수집하여 전송하는 제2도파관(10)과, 상기 제2도파관에 의해 전송된 광을 전기신호로 변화시켜서 상기 소리신호의 압력에 따른 광세기 변화를 전기신호로 검출하는 수광소자(18);를 포함한다. First, as shown in FIG. 1, the conventional optical microphone has a light source 14 for emitting light having a predetermined light intensity, and a first waveguide 8 for transmitting the light emitted from the light source and radiating it at a predetermined angle. And a diaphragm for changing the path of the light emitted from the first waveguide according to the plate deformed by the pressure of the sound signal applied from the outside, and reflecting the light into the light having the light path changed according to the pressure of the sound signal. 28) and a second waveguide 10 for collecting and transmitting a part of the light reflected from the diaphragm, and changing the light intensity according to the pressure of the sound signal by changing the light transmitted by the second waveguide into an electrical signal. It includes; a light receiving element 18 for detecting the electric signal.

더욱 구체적으로, 상기한 광마이크로폰의 광학부는 도 2에 나타난 바와 같이, 하나의 진동판(28)과 두개의 도파관(8, 10)을 포함한다. 여기서, 상기 두개의 도파관(8, 10)의 상단면은 일정한 각도로 경사가공 되어 있고, 서로 반대 방향으로 기울어져 형성되어 있다. 제1도파관(8)에서 출사된 광은 진동판(28)에서 반사되어 다른 제2도파관(10)를 통해 수광소자(도 1의 18)로 입사되는 것이다. 즉, 외부의 음향 신호가 상기 진동판(28)에 도달하면 음압에 의해 진동판(28)의 변위가 변하게 되고, 이에 따라 상기 제1도파관(8)에서 출사되어 상기 제2도파관(10)으로 반사되는 광의 경로가 변화되어 광의 세기에 손실이 발생하며, 결국 상기 발생한 광 세기의 손실 변화율을 수광소자가 감지하여 전기적 신호로 변환시키는 것이다. More specifically, the optical portion of the optical microphone includes one diaphragm 28 and two waveguides 8 and 10, as shown in FIG. Here, the top surfaces of the two waveguides 8 and 10 are inclined at a predetermined angle and are inclined in opposite directions to each other. The light emitted from the first waveguide 8 is reflected by the diaphragm 28 and is incident on the light receiving element 18 of FIG. 1 through another second waveguide 10. That is, when an external sound signal reaches the diaphragm 28, the displacement of the diaphragm 28 is changed by sound pressure, and thus is emitted from the first waveguide 8 and reflected by the second waveguide 10. The light path is changed to cause a loss in the light intensity, and thus the light receiving element detects and converts the loss change rate of the light intensity into an electrical signal.

그러나, 상기한 바와 같은 광마이크로폰은 도 2에 나타난 바와 같이, 각 도파관(8, 10)의 상단면이 동일한 각도로 경사가공 되어 있을 뿐만 아니라, 상기 상단면이 서로 반대방향으로 선대칭되도록 형성되어 있기 때문에, 진동판의 변위에 의해 발생하는 광 경로 변화와 이에 따른 광 세기의 손실 변화율에 한계를 가지고 있다. 최근에는, 상기 각 도파관(8, 10)의 상단면이 경사가공 되는 각도를 증가시켜서 광 세기의 손실변화율을 증가시키고자 하는 여러 시도가 있었지만, 상기 상단면을 고르게 가공하기가 매우 어렵고 비용도 많이 소요될 뿐만 아니라, 증가되는 손실변화율의 정도가 매우 미약하다는 문제점이 있다. However, the optical microphone as described above, as shown in Figure 2, the top surface of each waveguide (8, 10) is not only inclined at the same angle, the top surface is formed so as to be symmetric in the opposite direction to each other Therefore, there is a limit to the optical path change caused by the displacement of the diaphragm and thus the loss change rate of the light intensity. Recently, there have been several attempts to increase the loss change rate of light intensity by increasing the angle at which the top surfaces of the waveguides 8 and 10 are inclined, but it is very difficult and expensive to process the top surfaces evenly. Not only is it necessary, but there is a problem that the degree of increasing loss change rate is very weak.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 경사가공 되어 있고, 상기 제1도파관과 제2도파관의 중심축은 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있으며, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 하부면에 수직한 방향을 중심으로 선대칭되어 있는 상태로부터, 상기 제1도파관과 제2도파관 중 어느 하나의 도파관이 상기 도파관의 중심축을 기준으로 45°내지 315°의 범위 내에서 회전되어 있는 상태를 가지는 광마이크로폰을 제공하기 위한 것이다. The present invention has been made to solve the problems described above, the top surface of the first waveguide and the second waveguide is inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm, the first waveguide and the second waveguide The central axis of is inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm, and the first waveguide and the first waveguide and the second waveguide in the state that is linearly symmetrical about the direction perpendicular to the lower surface, It is to provide an optical microphone having a state in which any one of the second waveguide is rotated within a range of 45 ° to 315 ° with respect to the center axis of the waveguide.

이러한 본 발명에 의하여, 종래와 같이 도파관의 상단면 가공각도를 크게하지 않고 서도, 광원으로부터 방출되는 광의 세기와 수광소자에 전달되는 광의 세기의 차이를 크게함으로써, 광마이크로폰이 감지할 수 있는 동작영역의 효과와 그 범위를 확대시키고자 하는 것이 본 발명의 목적이다. 또한, 이와 같이 광마이크로폰이 감지할 수 있는 동작영역인 광학적 다이나믹 레인지를 대폭 증대시켜서, 광마이크로폰의 실용화 수준을 높이고자 하는 것이다. According to the present invention, without increasing the processing angle of the upper end surface of the waveguide as in the prior art, by increasing the difference between the intensity of the light emitted from the light source and the intensity of the light transmitted to the light receiving element, the operation area that the optical microphone can detect It is an object of the present invention to extend the effect and the range thereof. In addition, the optical dynamic range, which is an operating area that can be detected by the optical microphone, is greatly increased, thereby increasing the practical level of the optical microphone.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광마이크로폰은 소정의 광세기(intensity)를 가지는 광을 방출하는 광원; 상기 광원으로부터 방출된 광을 전송하여 일정한 각도로 방사시키는 제1도파관; 상기 제1도파관에서 방사되는 광을 외부에서 가해지는 소리신호의 압력에 따라 변형되는 판에 의해 반사시켜서, 상기 압력에 따라 상기 광의 반사 경로가 바뀌도록 하는 진동판; 상기 진동판에서 반사된 광의 일부를 수집하여 전송하는 제2도파관; 및 상기 제2도파관에 의해 전송된 광을 전기신호로 변화시켜서 상기 소리신호의 압력에 따른 광세기 변화를 전기신호로 검출하는 수광소자;를 포함하는 것으로, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 경사가공 되어 있고, 상기 제1도파관과 제2도파관의 중심축은 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있으며, 상기 상단면이 상기 하부면에 수직한 방향을 중심으로 선대칭되어 있는 상태로부터, 상기 제1도파관과 제2도파관 중 어느 하나의 도파관이 상기 도파관의 중심축을 기준으로 45°내지 315°의 범위 내에서 회전되어 있는 상태를 가지는 것을 특징으로 한다. Optical microphone according to the present invention for achieving the above object is a light source for emitting a light having a predetermined intensity (intensity); A first waveguide for transmitting the light emitted from the light source to emit at a predetermined angle; A vibration plate reflecting light emitted from the first waveguide by a plate deformed according to a pressure of a sound signal applied from the outside, so that the reflection path of the light is changed according to the pressure; A second waveguide collecting and transmitting a part of the light reflected from the diaphragm; And a light receiving element that converts light transmitted by the second waveguide into an electrical signal and detects a change in light intensity according to the pressure of the sound signal as an electrical signal. The upper portion of the first waveguide and the second waveguide. The surface is inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm, the central axis of the first waveguide and the second waveguide is inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm, the upper surface is From the state which is linearly symmetric about a perpendicular direction, the waveguide of any one of the said 1st waveguide and the 2nd waveguide has the state which rotates in the range of 45 degrees-315 degrees with respect to the center axis of the said waveguide. It is done.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해 될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, one preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The invention may be better understood by the following examples, which are intended for purposes of illustration of the invention and are not intended to limit the scope of protection defined by the appended claims.

도 3a와 도 3b는 각각 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광마이크로폰의 구성을 나타내는 모식도이다.3A and 3B are schematic diagrams showing the configuration of an optical microphone according to a preferred embodiment of the present invention, respectively.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광마이크로폰은 소정의 광세기(intensity)를 가지는 광을 방출하는 광원(31); 상기 광원으로부터 방출된 광을 전송하여 일정한 각도로 방사시키는 제1도파관(32); 상기 제1도파관에서 방사되는 광을 외부에서 가해지는 소리신호의 압력에 따라 변형되는 판에 의해 반사시켜서, 상기 소리신호의 압력에 따라 상기 반사 경로가 바뀌도록 하는 진동판(33); 상기 진동판에서 반사된 광의 일부를 수집하여 전송하는 제2도파관(34); 및 상기 제2도파관에 의해 전송된 광을 전기신호로 변화시켜서 상기 소리신호의 압력에 따른 광세기 변화를 전기신호로 검출하는 수광소자(35);를 포함하는 것이다. 여기에는, 상기한 제1도파관(32)과 제2도파관(34)을 고정하기 위한 마이크로폰 헤드(36)가 더 포함되는 것도 가능하다.First, as shown in Figure 3a, the optical microphone according to the present invention comprises a light source 31 for emitting light having a predetermined intensity (intensity); A first waveguide (32) for transmitting the light emitted from the light source to emit at a predetermined angle; A diaphragm 33 for reflecting the light emitted from the first waveguide by a plate deformed according to the pressure of the sound signal applied from the outside, so that the reflection path is changed according to the pressure of the sound signal; A second waveguide (34) for collecting and transmitting a portion of the light reflected by the diaphragm; And a light receiving element 35 for converting light transmitted by the second waveguide into an electrical signal and detecting a change in light intensity according to the pressure of the sound signal as an electrical signal. It is also possible to further include a microphone head 36 for fixing the first waveguide 32 and the second waveguide 34 described above.

상기 광원(31)은 LED 광원이거나 반도체 레이저 광원일 수 있고, 수직 방출 표면 발광 레이저(Vertical Cavity Surface Emitting Laser; 이하 VCSEL이라 칭함)과 같은 레이저가 적합하다. 그리고, 상기 제1도파관(32)과 제2도파관(34)은 광을 전송할 수 있는 전송선로로써, 광섬유인 것이 바람직하다. 또한, 상기 진동판(33)은 매우 얇아서 외부의 미세한 소리 압력에도 변형이 될 수 있어야 하며, 그 두께에서도 빛에 대한 반사율이 우수한 것이 좋다. 이런 진동판(33)은 금(gold), Ni, Ti, Al과 같은 반사성이 우수하면서 외부 음성 신호에 민감한 금속이거나, 두 개 이상의 금속 화합물이 적합하다. 나아가, 상기 수광소자(35)는 상기 진동판(33)에 의해 바뀌어진 광의 반사 경로에 따라 변화된 광세기 변화를 전기신호로 검출하는 것이다. 즉, 제2도파관(34)에 의해 전송된 광을 전기신호로 변화시켜 음성에 의한 광량변화를 전기신호로 검출하는 것으로써, 동작 원리에 해당하는 설계에 따라 여러 가지 변형이 가능하다. The light source 31 may be an LED light source or a semiconductor laser light source, and a laser such as a vertical emission surface emitting laser (hereinafter referred to as VCSEL) is suitable. In addition, the first waveguide 32 and the second waveguide 34 are optical transmission lines as transmission lines capable of transmitting light. In addition, the diaphragm 33 is very thin so that it can be deformed even in the external fine sound pressure, it is good that the reflectivity to light even in the thickness. The diaphragm 33 is a metal that is excellent in reflectivity such as gold, Ni, Ti, and Al and is sensitive to an external voice signal, or two or more metal compounds are suitable. Furthermore, the light receiving element 35 detects a change in light intensity according to a reflection path of light changed by the diaphragm 33 as an electric signal. That is, by changing the light transmitted by the second waveguide 34 into an electric signal and detecting a change in the amount of light due to the voice as an electric signal, various modifications are possible according to the design corresponding to the operation principle.

이에 따라, 도 3b에 나타난 바와 같이, 상기 광원(31)에서 방출된 광은 진동판(33)에서 반사되어 수광소자(35) 위에 도달하게 되는데, 초기 외부 소리압력이 없는 상태에서는 제1도파관에서 제2도파관으로의 광의 전달이 잘되지만, 외부 소리압력에 의해 진동판의 위치가 변하여 멀어지면 제1도파관에서 제2도파관으로의 광의 전달이 약해지고 일부만이 수광소자에 전달된다. 즉, 도 3b에서 위치가 변하여진 진동판(33a)은 점선으로 도시된 바와 같고, 이에 따라 반사된 광의 일부만이 제2도파관 으로 전송됨을 알 수 있다. 결국, 광원으로부터 수광소자로의 광의 전달은 진동판의 위치에 따라 달라지는 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 3B, the light emitted from the light source 31 is reflected by the diaphragm 33 to reach the light receiving element 35. In the absence of the initial external sound pressure, the first waveguide The light is well transmitted to the two waveguides, but when the position of the diaphragm changes due to external sound pressure, the light wave is weakened from the first waveguide to the second waveguide, and only a portion of the diaphragm is transmitted to the light receiving element. That is, it can be seen that the diaphragm 33a whose position is changed in FIG. 3B is shown as a dotted line, and thus only a part of the reflected light is transmitted to the second waveguide. As a result, the transmission of light from the light source to the light receiving element depends on the position of the diaphragm.

그러나, 종래의 광마이크로폰은 상술한 바와 같이, 각 도파관의 상단면이 동일한 각도로 경사가공 되어 있고, 상기 상단면이 서로 반대방향으로 선대칭되도록 형성되어 있기 때문에, 진동판의 변위에 의해 발생하는 광 경로 변화와 이에 따른 광 세기의 손실 변화율에 한계를 가지고 있었다. 이에, 본 발명자들은 상기와 같은 광세기의 손실 변화율이 가지는 한계를 극복하기 위해서, 도 4a 내지 도 4c에 나타난 바와 같이, 상기한 제1도파관과 제2도파관 중 어느 하나의 도파관을 회전시킴으로써 이를 해결하고자 하였다. However, in the conventional optical microphone, as described above, since the top surface of each waveguide is inclined at the same angle, and the top surface is formed to be linearly symmetric in the opposite direction, the optical path generated by displacement of the diaphragm. There was a limit to the change rate and the loss rate of light intensity. Accordingly, the present inventors solved this problem by rotating one of the first and second waveguides as shown in FIGS. 4A to 4C in order to overcome the limitations of the loss rate of light intensity. Was intended.

도 4a 내지 도 4c는 각각 본 발명에 따른 광마이크로폰의 제1도파관 또는 제2도파관이 회전되는 상태를 설명하기 위한 광학부 구성 단면도이고, 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 하부면에 수직한 방향을 중심으로 선대칭되어 있는 상태(도 4a 참조)로부터, 상기 제1도파관과 제2도파관 중 어느 하나의 도파관이 상기 도파관의 중심축을 기준으로 45°내지 315°의 범위 내에서 회전되어 있는 상태(도 4b와 도 4c 참조)을 가지는 것을 특징으로 한다. 이를 위하여, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면은 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 경사가공 되어 있고, 상기 제1도파관과 제2도파관의 중심축은 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있는 것이 바람직하 다. 4A to 4C are cross-sectional views of an optical unit for explaining a state in which the first waveguide or the second waveguide of the optical microphone according to the present invention is rotated. As shown here, the present invention relates to the first waveguide. From the state where the upper surface of the second waveguide is linearly symmetrical with respect to the direction perpendicular to the lower surface (see FIG. 4A), the waveguide of either the first waveguide or the second waveguide is based on the center axis of the waveguide. It is characterized by having the state (refer FIG. 4B and FIG. 4C) rotated within the range of ° -315 degree. To this end, the top surfaces of the first waveguide and the second waveguide are inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm, and the central axis of the first waveguide and the second waveguide is a constant angle with respect to the lower surface of the diaphragm. It is preferable to tilt at.

즉, 도 5는 본 발명에 따른 광마이크로폰의 제1도파관 또는 제2도파관이 회전되는 상태를 설명하기 위한 다른 광학부 구성 단면도이고, 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1도파관과 제2도파관의 상단면은 상기 진동판(도 5에서는 "MIRROR")의 하부면에 평행한 점선에 대하여 5°내지 40 °의 범위 내의 각도로 경사가공 되어 있는 것이 바람직하고, 상기 제1도파관과 제2도파관의 중심축은 상기 진동판의 하부면에 있는 점 "P"를 향하도록 상기 진동판의 하부면에 대해서 1°내지 45 °의 범위 내의 각도로 기울어져 있는 것이 더욱 바람직하다. That is, Figure 5 is a cross-sectional view of the configuration of another optical unit for explaining a state in which the first waveguide or the second waveguide of the optical microphone according to the invention is rotated, as shown here, the first waveguide and the second The upper surface of the two waveguides is preferably inclined at an angle in the range of 5 ° to 40 ° with respect to the dotted line parallel to the lower surface of the diaphragm ("MIRROR" in FIG. 5), and the first waveguide and the second waveguide More preferably, the center axis of the waveguide is inclined at an angle in the range of 1 ° to 45 ° with respect to the bottom surface of the diaphragm so as to point to point "P" on the bottom surface of the diaphragm.

그리고는, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 진동판의 하부면에 수직한 방향(예를 들어, 도 5에서 점 "P"로부터 시작되어 아래로 향하는 방향)을 중심으로 선대칭되어 있는 상태에서, 어느 하나의 도파관이 상기 도파관의 중심축(예를 들어, 도 5에서 "A-P"의 연장축)을 중심으로 하여, 도 5에 도시된 화살표 방향을 따라, 45°내지 315°의 범위 내에서 회전된 것을 특징으로 한다. 즉, 상기 어느 하나의 도파관이 회전되어, 상기 회전되는 도파관의 상단면 둘레에 있는 최상위점과 최하위점 사이에 있는 소정의 점이 상기 수직한 방향 위에 있는 소정의 지점에 가장 근접한 위치를 가지는 것일 수 있다. 또한, 회전되는 도파관은 진동판의 반사에 의해 발생되는 오차를 줄이기 위하여, 상기 제1도파관과 제2도파관 중에서 제2도파관인 것이 바람직하다.Then, the top surfaces of the first waveguide and the second waveguide are line-symmetric with respect to the direction perpendicular to the lower surface of the diaphragm (for example, the direction starting from the point "P" in FIG. 5 and pointing downward). In the state, either waveguide is in the range of 45 ° to 315 ° along the direction of the arrow shown in FIG. 5, with respect to the center axis of the waveguide (eg, the extension axis of "AP" in FIG. 5). It is characterized in that rotated within. That is, the waveguide is rotated so that a predetermined point between the highest point and the lowest point around the top surface of the rotated waveguide may have a position closest to the predetermined point above the vertical direction. . In addition, the rotated waveguide is preferably a second waveguide among the first waveguide and the second waveguide in order to reduce an error caused by the reflection of the diaphragm.

이와 같이, 본 발명에 따라 도파관이 자신의 중심축을 기준으로 45°내지 315°의 범위 내에서 회전된 상태로 형성된 광마이크로폰의 경우, 진동판의 변위 변화에 따른 광 세기의 손실변화 정도는 상기한 회전 각도가 180°까지 증가하면 증가하였다가, 상기 회전 각도가 그 이상이 되면 다시 감소하는 것을 확인하였다. 특히, 도 6은 본 발명에 따라 제1도파관 또는 제2도파관이 회전되는 정도에 따라 발생하는 손실변화율을 나타낸 그래프이고, 여기에 도시된 바와 같이, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 하부면에 수직한 방향을 중심으로 선대칭되어 있는 상태(도 4a 참조)에서는 진동판을 거친 광 세기의 손실변화율이 4.0이었지만, 상기 도파관 중 어느 하나의 도파관이 그것의 중심축을 기준으로 90°회전되어 있는 상태(도 4b 참조)에서는 6.0의 손실변화율을 기록했으며, 중심축을 기준으로 180°회전되어 있는 상태(도 4c 참조)에서는 10.0의 손실변화율을 기록하여 종래보다 2.5배나 증가한 손실변화율을 얻을 수 있었다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예는 도 4c에 나타난 바와 같이, 상기 어느 하나의 도파관이 180°로 회전되어, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면은 상기 진동판의 하부면에 수직한 방향 위에 있는 어느 한 지점을 중심으로 회전대칭되는 상태를 가지는 것이 가장 바람직하다. As described above, in the case of the optical microphone in which the waveguide is rotated within a range of 45 ° to 315 ° based on its central axis, the degree of change in the loss of light intensity according to the displacement of the diaphragm is the rotation described above. It was confirmed that the angle increased when the angle increased to 180 °, and then decreased again when the angle of rotation became higher. In particular, Figure 6 is a graph showing the rate of change of loss caused by the degree of rotation of the first waveguide or the second waveguide in accordance with the present invention, as shown here, the upper surface of the first waveguide and the second waveguide In the state of being linearly symmetrical with respect to the direction perpendicular to the lower surface (see FIG. 4A), the loss change rate of the light intensity through the diaphragm was 4.0, but the waveguide of any one of the waveguides was rotated by 90 ° about its central axis. In the state (see FIG. 4b), the loss change rate of 6.0 was recorded, and in the state rotated 180 ° about the central axis (see FIG. 4c), the loss change rate of 10.0 was recorded, and the loss change rate was 2.5 times higher than the conventional one. . Accordingly, according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4C, the waveguide is rotated by 180 ° so that the top surfaces of the first waveguide and the second waveguide are perpendicular to the lower surface of the diaphragm. It is most desirable to have a state of rotationally symmetry about any one point above.

나아가, 이러한 본 발명에 있어서, 상기 상단면이 선대칭되어 있는 상태에서 회전한다는 것은 본 발명의 특징을 분명히 하기 위한 표현에 불과할 뿐, 도파관의 중심축을 중심으로 하여 상기한 범위 내에서 회전되어 있는 상태로 고정되어 있는 도파 관이 존재하는 광마이크로폰은 본 발명의 범주에 포함되는 것이 명백하다. Furthermore, in the present invention, the top surface is rotated in a line symmetric state is merely an expression for clarity of the features of the present invention, and is rotated within the above-described range around the central axis of the waveguide. It is evident that optical microphones in which a fixed waveguide is present are included in the scope of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 종래와 같이 도파관의 상단면 가공각도를 크게하지 않고서도, 광원으로부터 방출되는 광의 세기와 수광소자에 전달되는 광의 세기의 차이를 크게할 수 있어서, 광마이크로폰이 감지할 수 있는 동작영역의 효과와 그 범위를 확대시킬 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, it is possible to increase the difference between the intensity of light emitted from the light source and the intensity of light transmitted to the light receiving element without increasing the processing angle of the top surface of the waveguide as in the prior art, thereby detecting the optical microphone. It is possible to expand the range and the effect of the operation area can be.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다. On the other hand, while the present invention has been shown and described with respect to certain preferred embodiments, the invention is variously modified and modified without departing from the technical features or fields of the invention provided by the claims below It will be apparent to those skilled in the art that such changes can be made.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 경사가공 되어 있고, 상기 제1도파관과 제2도파관의 중심축은 상기 진동판의 하부면에 대해서 일정한 각도로 기울어져 있으며, 상기 제1도파관과 제2도파관의 상단면이 상기 하부면에 수직한 방향을 중심으로 선대칭되어 있는 상태로부터, 상기 제1도파관과 제2도파관 중 어느 하나의 도파관이 상기 도파관의 중심축을 기준으로 45°내지 315°의 범위 내에서 회전되어 있는 상태를 가지는 광마이크로폰을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, the upper surfaces of the first waveguide and the second waveguide are inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm, and the central axis of the first waveguide and the second waveguide is the lower surface of the diaphragm. The waveguide of any one of the first waveguide and the second waveguide is inclined at a predetermined angle with respect to the first waveguide and the second waveguide in a state where the upper surfaces of the first waveguide and the second waveguide are linearly symmetric with respect to a direction perpendicular to the lower surface. An optical microphone having a state of being rotated within a range of 45 ° to 315 ° with respect to the center axis of the waveguide can be provided.

이러한 본 발명에 의하는 경우, 종래와 같이 도파관의 상단면 가공각도를 크게하지 않고서도, 광원으로부터 방출되는 광의 세기와 수광소자에 전달되는 광의 세기의 차이를 크게할 수 있어서, 광마이크로폰이 감지할 수 있는 동작영역의 효과와 그 범위를 확대시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 이와 같이 광마이크로폰이 감지할 수 있는 동작영역인 광학적 다이나믹 레인지를 대폭 증대시킴으로써, 광마이크로폰의 실용화 수준을 향상시킬 수 있는 것이다. According to the present invention, it is possible to increase the difference between the intensity of the light emitted from the light source and the intensity of the light transmitted to the light receiving element without increasing the processing angle of the top surface of the waveguide as in the prior art, so that the optical microphone can detect There is an effect that can extend the range and the effect of the operation area. In addition, by greatly increasing the optical dynamic range, which is an operating area that can be detected by the optical microphone, the practical use of the optical microphone can be improved.

Claims

A light source for emitting light having a predetermined intensity;

A first waveguide for transmitting the light emitted from the light source to emit at a predetermined angle;

A vibration plate reflecting the light emitted from the first waveguide by a plate deformed according to the pressure of the sound signal applied from the outside, so that the path of reflection is changed according to the pressure of the sound signal;

A second waveguide for collecting and transmitting the light reflected from the diaphragm; And

And a light receiving element for converting light transmitted by the second waveguide into an electrical signal and detecting a change in light intensity according to the pressure of the sound signal as an electrical signal.

The upper surfaces of the first waveguide and the second waveguide are inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface of the diaphragm,

The central axes of the first waveguide and the second waveguide are inclined at an angle with respect to the lower surface of the diaphragm,

The waveguide of any one of the first waveguide and the second waveguide is within a range of 45 ° to 315 ° with respect to the center axis of the waveguide from the state in which the upper surface is linearly symmetric about a direction perpendicular to the lower surface. Optical microphone which has state to be rotated.

delete

The waveguide of claim 1, wherein the waveguide is rotated by 180 ° so that the top surfaces of the first waveguide and the second waveguide are rotationally symmetric about a point perpendicular to the lower surface of the diaphragm. An optical microphone having a state.

The optical microphone according to claim 1, which is fixed in the rotated state.