光学麦克制造技术

本发明专利技术的光学麦克，是对环境流体中传播的声波进行检测的光学麦克，具有：传播介质部(1)；光源(2)，出射透过传播介质部(1)中的衍射区域(21)的光波；光电转换部(4)，检测透过传播介质部(1)的光波(3)，且输出电信号，并且，使作为声波的一部分的第一声波(5a)和作为另一部分的第二声波(5b)，同时到达衍射区域(21)、并且以横穿透过传播介质部(1)的光波(3)的方式相互平行地且沿相反方向地在传播介质部(1)中分别传播，由于在衍射区域(21)中产生的传播介质的折射率分布所生成的光波(3)的+1次衍射光波和-1次衍射光波的干涉成分得以检测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及将在空气等的气体中传播的声波接收、且通过光的利用将接收到的声波转换成电信号的光学麦克。
技术介绍
作为将声波接收且转换成电信号的装置，历来已知有麦克风。动圈式麦克和电容式麦克所代表的大部分麦克会具备振动板。在这些麦克中，通过声波使振动板振动而得以接收，且将该振动作为电信号而加以提取。就这种麦克而言，因为具有机械的振动部，所以多次、反复使用而使机械的振动部的特性发生变化的可能性存在。另外，若要用麦克检测非常強力的声波，则振动部破坏的可能性存在。 为了将这样现有的具有机械的振动部的麦克的课题消除，例如在专利文献I和专利文献2中公开有ー种光学麦克,其不具有机械的振动部、而通过光波的利用来进行声波检测。例如专利文献I公开有ー种方法，其通过使光经由声波得以调制而检测光的调制成分，来进行声波检测。具体来说，如图15所示，使采用出射系统光学元件101进行了整形的激光作用于在空气中传播的声波5，而使衍射光产生。这时，相位彼此反转的2个衍射光成分产生。衍射光由光接收系统光学元件102调整后，仅2个衍射光成分的任意一方由光ニ极管103接收，并转换成电信号，由此检测声波5。另外，专利文献2公开有ー种方法，其通过使声波在介质中传播、且检测介质的光学的特性的变化，由此检测声波。如图16所示，在空气中传播的声波5从孔径部201被导入，在壁面的至少一部分由光声传播介质203所形成的声波导路202中行进。在声波导路202行进的声波被导入至光声传播介质203、且在其内部传播。在光声传播介质203中，随着声波的传播，折射率发生变化。使用激光多普勒振动计204将该折射率变化作为光调制进行提取，由此检测声波5。并且，专利文献2公开了作为光声传播介质203使用ニ氧化硅干凝胶，由此能够将波导路中的声波高效率地导入到光声传播介质203的内部。先行技术文献专利文献专利文献I :特开平8-265262号公报专利文献2 :特开2009-085868号公报在专利文献I的光学麦克中，需要对因声波产生的衍射光进行检测。但是其存在如下课题由于衍射光产生的角度依存于声波的频率，所以对应检测出的声波的频率，麦克的灵敏度会发生变化。另外，在专利文献2的方法中使用激光多普勒振动计。就激光多普勒振动计而言，由于需要声光元件等的光移频器、和由大量的反射镜、分光镜、透镜等构成的复杂的光学系统，所以大型。因此，专利文献2所公开的测量装置整体上很大的课题就存在。
技术实现思路
本申请鉴于这样的现有技术的课题而作成的，其目的在干，提供一种灵敏度不依存于声波的频率的光学麦克，该光学麦克不使用激光多普勒振动计等，有小型且简单的结构。本专利技术的光学麦克，是通过光波的使用将环境流体传播的声波检测出的光学麦克，其中，具有所述声波进行传播的传播介质部；出射透过所述传播介质部中的衍射区域的光波的光源；检测透过所述传播介质部的所述光波、且输出电信号的光电转换部，并且，使作为所述声波的一部分的第一声波和作为另外至少一部分的第二声波，同时刻到达所述衍射区域、且以横穿透过所述衍射区域的所述光波的方式相互平行地且沿相反方向地在所述传播介质部分别传播，在所述衍射区域中，由于随着所述第一声波和所述第二声波的传 播而分别产生的构成所述传播介质部的传播介质的折射率分布，而使所述光波的+1次衍射光波和-I次衍射光波分别生成，所述光电转换部检测如下干渉成分之中的至少一方基于所述第一声波的所述光波的+1次衍射光波和基于所述第二声波的所述光波的-I次衍射光波的干涉成分；基于所述第一声波的所述光波的-I次衍射光波和基于所述第二声波的所述光波的+1次衍射光波的其他干渉成分。在有的优选的实施方式中，光学麦克还具有频率转换部，其将由所述光电转换部得到的电信号的频率变成1/2倍。在有的优选的实施方式中，所述光电转换部按照相对于透过所述衍射区域的光波而沿着所述第一声波和所述第二声波传播的方向偏移的方式配置，仅检测基于所述第一声波的所述光波的+1次衍射光波与基于所述第二声波的所述光波的-I次衍射光波的干涉成分、以及基于所述第一声波的所述光波的-I次衍射光波与基于所述第二声波的所述光波的+1次衍射光波的其他的干涉成分之一方。在有的优选的实施方式中，光学麦克还具有遮蔽部，其位于所述光电转换部和所述传播介质部中的衍射区域之间，以透过所述衍射区域的光波的一部分或全部不会入射所述光电转换部的方式将透过所述衍射区域的光波遮蔽。在有的优选的实施方式中，所述第一声波和所述第二声波透过所述衍射区域的同ー处所。在有的优选的实施方式中，所述第一声波和所述第二声波透过所述衍射区域的互不相同的处所。在有的优选的实施方式中，所述传播介质部包含第一传播介质部分和第二传播介质部分，所述衍射区域包含分别位于所述第一传播介质部分和第二传播介质部分的第一衍射区域部分和第二衍射区域部分，所述第一衍射区域部分和所述第二衍射区域部分在所述光源和所述光电转换部之间被重叠配置。在有的优选的实施方式中，所述传播介质部具有比空气小的音速、且由固体的传播介质构成。在有的优选的实施方式中，所述传播介质由ニ氧化硅干凝胶构成。在有的优选的实施方式中，光学麦克还具有在所述传播介质和所述光电转换部之间，使所述光波的+1次衍射光波和-I次衍射光波的传播方向变化的光学元件。 在有的优选的实施方式中，所述传播介质部具有彼此相対、且所述第一声波和所述第二声波分别入射的第一和第二输入孔径面。在有的优选的实施方式中，在所述传播介质部，所述第一和第二输入孔径面的位置，距所述衍射区域距离相等。在有的优选的实施方式中，光学麦克还具有波导路结构，该波导路结构具有面对同一方向的第一和第二输入孔径；彼此对置的第一和第二输出孔径；在所述第一与第二输入孔径和所述第一与第二输出孔径之间所分别设置的第一和第二波导路，并且所述波导路结构中，将从所述第一输入孔径入射的所述第一声波和从所述第二输入孔径入射的所述第ニ声波分别向所述第一和第二输出孔径引导，所述波导路结构的所述第一和第二输出孔径被配置在所述传播介质部的所述第一和第二输入孔径面。在有的优选的实施方式中，所述第一和第二波导路在所述波导路结构中被对称配置。在有的优选的实施方式中，光学麦克还具有与所述波导路结构的第一和第二输出孔径连接的喇叭探头(ホーン)。本专利技术的声波检测方法，是通过光波的使用将环境流体中传播的声波检测出的声波检测方法，其中，包括如下步骤使作为所述声波的一部分的第一声波和另外至少一部分的第二声波，以同时到达传播介质部的衍射区域方式，相互平行地且沿相反方向地在所述传播介质部中分别传播的步骤；在所述传播介质部的所述衍射区域，以横穿所述传播的第一声波和所述第二声波的方式使光波透过，在所述衍射区域，由于随着所述第一声波和所述第二声波的传播而分别产生的构成所述传播介质部的传播介质的折射率分布，而使所述光波的+1次衍射光波和-I次衍射光波分别生成的步骤；基于所述第一声波的所述光波的+1次衍射光波与基于所述第二声波的所述光波的-I次衍射光波的干渉成分、以及基于所述第一声波的所述光波的-I次衍射光波一基于所述第二声波的所述光波的+1次衍射光波的其他的干涉成分之中的至少一方得以检测的步骤。根据本专利技术的光学麦克，使作为应该检测的声波的一部分的第一声波和作为另外一部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.31 JP 2010-1938081.ー种光学麦克，是通过光波的使用将环境流体中传播的声波检测出的光学麦克，其中，具有 所述声波进行传播的传播介质部； 光源，其出射透过所述传播介质部中的衍射区域的光波； 光电转换部，其将透过所述传播介质部的所述光波检测出，且输出电信号， 使作为所述声波的一部分的第一声波和作为另外至少一部分的第二声波，同时到达所述衍射区域、并且以横穿透过所述衍射区域的所述光波的方式相互平行地且沿相反方向地在所述传播介质部分别传播， 在所述衍射区域，由于随着所述第一声波和所述第二声波的传播而分别产生的构成所述传播介质部的传播介质的折射率分布，而使所述光波的+1次衍射光波和-I次衍射光波分别生成， 所述光电转换部检测如下干渉成分的至少一方基于所述第一声波的所述光波的+1次衍射光波与基于所述第二声波的所述光波的-I次衍射光波的干渉成分；和基于所述第一声波的所述光波的-I次衍射光波与基于所述第二声波的所述光波的+1次衍射光波的其他干涉成分。2.根据权利要求I所述的光学麦克，其中， 所述传播介质部具有第一和第二输入孔径面，所述第一和第二输入孔径面彼此対置、且分别入射所述第一声波和所述第二声波。3.根据权利要求2所述的光学麦克,其中， 在所述传播介质部中，所述第一和第二输入孔径面的位置，距所述衍射区域的距离相4.根据权利要求3所述的光学麦克，其中，还具有波导路结构， 该波导路结构具有 面对同一方向的第一和第二输入孔径； 彼此对置的第一和第二输出孔径； 在所述第一和第二输入孔径与所述第一和第二输出孔径之间所分别设置的第一和第ニ波导路， 所述波导路结构中，将从所述第一输入孔径入射的所述第一声波和从所述第二输入孔径入射的所述第二声波分别向所述第一和第二输出孔径引导， 所述波导路结构的所述第一和第二输出孔径被配置在所述传播介质部的所述第一和第二输入孔径面。5.根据权利要求4所述的光学麦克,其中， 所述第一和第二波导路在所述波导路结构中被对称地配置。6.根据权利要求4所述的光学麦克,其中， 还具有与所述波导路结构的第一和第二输出孔径连接的喇叭探头。7.根据权利要求I所述的光学麦克，其中， 所述第一声波和所述第二声波透过所述衍射区域的同一处所。8.根据权利要求I所述的光学麦克，其中， 所述第一声波和所述第二声波透过所述衍射区域的互不相同的处所。9.根据权利要求8所述的光学麦克,其中， 所述传播...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩本卓也，桥本雅彦，寒川潮，金子由利子，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：