光电检拾头制造技术

本发明专利技术涉及一种利用光电传感进行声音振动信号检拾，并将其转换成电信号输出的检拾装置。它主要由光发射和光敏接收两大部分组成，在每一声道都设置有至少一个以上的光发射器和光敏接收器，光发射器和光敏接收器的前面是光学谐振腔，当光发射器件发出一恒定或稳定的光功率时，在被测变量使与光阀相连的传感系统产生振动或形变的情况下，通过光阀改变光敏接收器所接收光通量的大小，由光敏接收器检拾并转换成随振动或形变变化的电信号。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用光电传感进行声音振动信号检拾，并将其转换成电信号输出的光电检拾头。现有的声音振动信号检拾装置，主要采用晶体式、压电式、电磁式三种，其中晶体式和压电式因频响差已被淘汰。电磁式信号检拾装置应用的典型实例有电磁式拾音头和动圈式话筒，电磁式拾音头由小型高导磁率磁体，线圈，唱针及针杆等部分组成，磁体由针杆带动，当唱针检拾到某一声道信号时，该声道小磁体在线圈内产生运动，切割磁力线，感应出一随音纹信号变化的感应电势，作为信号输出。动圈式话筒由音圈，护网，受音膜，软铁，磁钢等部分组成，其工作原理是，当声波作用在受音膜上，使音膜上、下振动，与音膜相连的音圈也跟着上、下振动，由于音圈置于高磁通密度的磁隙之中，它将切割磁力线，在线圈两端产生随振动而变化的电压信号。电磁式信号检拾装置，它的输出电压信号随磁体振动速度的变化而变化，振动速度越快(即频率越高)，输出电压也越高，但当振动频率较低时，即使检拾到的信号振幅很大，输出电压也很低，且电压波形失真很大，当频率足够低时，可认为无输出，但当频率足够高时，又会寄生高次谐波。可见，即使该类检拾装置检拾到了声音信号，也不可能将它如实地转换成电压信号。本专利技术的目的是为克服现有技术所存在的缺点，寻求新的声音振动信号检拾方法，而提出一种声音振动信号检拾头。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的，采用光电换能系统，制成的光电检拾头主要包含有光发射和光敏接收两大部分组成，特征为在每一声道都设置有至少一个以上的光发射器和光敏接收器，光发射器和光敏接收器的前面分别设置有限光孔和受光面。限光孔和受光面中分别采用单面毛玻璃构成光学谐振腔，光学谐振腔的外壁是光反射层和导管，根据需要，受光面也可省去光学谐振腔，采用聚光镜构成，在光发射器和光敏接收器之间设有光阀，当光阀为静止状态时，其遮光端处于遮挡住 1/2 限光孔的位置，使光敏接收器形成光的甲类偏置而导通。所述光电检拾头的检拾方法为，由光发射器件发出一衡定或稳定的光功率(衡定用于仪器，稳定用于拾音)，在被检拾变量使与光阀相连的传感系统产生振动或形变的情况下，通过光阀改变光敏接收器所接收光通量的大小，由光敏接收器检拾并转换成随振动或形变变化的电信号。附图说明图1是每一声道设一只光敏接收器件的检拾头示意图;图2是图1的电原理图;图3是每一声道设有二只光敏接收器件的检拾头示意图;图4是图3的电原理图;图5是本专利技术实施例之一的结构示意图;图6是图5的左视图;图7是实施例之二的主视图;图8是实施例之二的左视图;图9是实施例之二的俯视图;图10是实施例之二光阀与限光孔位置局部视图。下面依照附图对本专利技术作详细的说明如图1、图2中所示，检拾头可采用每一声道只设置一只光发射器7和光敏接收器5，(元件可根据需要采用不同的发光元件和受光元件，这里采用的是红外发光管D1和光敏三极管T1)，光发射器和光敏接收器的前面分别设置有限光孔和受光面，限光孔和受光面分别采用两块单面毛玻璃6构成光学谐振腔2，谐振腔的外壁(也是限光孔和受光面的外壁)采用光反射层4和导管1双层结构，用以改善信号接收灵敏度，克服点光源。根据需要，也可以去掉光敏接收器前面的谐振腔，改为聚光镜，直接嵌装在元件的前面，可达到同样效果。光阀3悬插在限光孔和受光面之间的狭缝(光隙)中，静态时，光阀遮挡住光敏接收器受光孔面积的 1/2 ，当光阀由传感系统带动沿箭头方向运动时，也就改变了光敏接收器所接收到的光通量。通过狭缝(光隙)的光经毛玻璃、光学谐振腔形成漫反射，使光敏接收元件整个受光面均匀受光，消除光敏接收器某点(中点)感光最灵敏的特性。当光阀静止时，因已有 1/2 光通量被光敏接收器所接收，导通并产生电压，形成光的甲类偏置，以此作为参考，将检拾装置校零。图3、图4中示出检拾头采用在每一声道设置二只光敏接收器的实例。光发射器7可由多只发光管或单只大功率发光管构成，以增大发光面和单位面积的光通量，本例采用三只发光管(D1～D3)串联，光敏接收器5用光敏三极管T1、T2和电阻元件R2、R3连接成电桥电路，两光敏接收器的光反射层之间为隔光板29，光阀中间开有与两受光面相对应的透光孔(满足静态时各遮挡 1/2 受光面的条件)，其余部分如谐振腔2，导管1，光反射层4，单面毛玻璃6，除位置和形状大小有变化外，结构上均与图1中所示相同。工作原理是，当光阀静态时，桥路中a、b两点间电位为零(静态校零)，流过R2、R3的电流相等，设流过该光敏接收器的总电流I＝20mA，则iR2＝iR3＝10mA，当光阀向某一方向运动时，光敏管T1和T2的光通量将同步等量的增大或减小，而在a、b两点间的接口电路是高阻抗放大器平衡输入端，其输入阻抗达数十兆欧，可以认为a、b点间无电流，所以，iR2将增大或减小，iR3将减小或增大也是等量同步的。设由于光阀位移改变 后，使iR2＝10.0001mA，iR3＝9.9999mA，由并联电路原理可知，I＝iR2+iR3＝20mA，可见，当光阀运动时只改变桥路中两支路电流的大小，并不改变总电流I的大小。另一方面，当光阀静止时，光敏管T1、T2各有 1/2 受光面受光，T1T2均形成光的甲类偏置导通，导通电流在电阻R2、R3上产生压降。设此时a、b点对地电压均为2V，当光阀因检拾信号位移改变 ，使a点对地电压为2.0001V，b点对地电压为1.9999V，则a-b＝0.0002V，显然，a、b点间有电压输出，且是信号的2倍，然而，此电压是因iR2≠iR3所引起的，而iR2≠iR3并不影响I值，因此，当光阀运动时也不会引起桥路总电压的改变，此电路一经静态调定，光发射器和光敏接收器的工作点也就相应确定，即使在动态时也不会改变。图2、图4电路图仅绘出一个声道的光发射器与光敏接收器的电路联接情况，另一声道电路结构与此完全相同。图5、图6是用上述光电转换检拾装置原理制作的立体声唱机拾音头的一个实例，图中可见，拾音头由外壳8，光发射器7，光敏接收器5，针杆15，唱针17以及引出线插头12等部分组成，这种拾音头每一声道都有一只光发射元件和光敏接收元件，光发射元件和光敏接收元件的前面分别设置有光通面积相等的限光孔和受光面，分别采用两块单面毛玻璃6粗糙面相对构成光学谐振腔2，其外壁采用光反射层4和导管1双层结构(见图1)，导管1分别通过支架9固定在外壳体的内腔，两个声道限光孔和受光面的中心线分别与光阀的垂直中心线相交呈45°夹角。壳体内还装置有电路元件10和连接线，外壳的尾端设有一插头支架11，支架上固定有引出线插头12。光阀3采用比重小且不透光的硬性材料(如金属片、塑料等)制造，其上面设有校正孔18，光阀的外端是唱针座，唱针座的一端为唱针插口12，另一端通过针杆15，阻尼橡胶管14，垫块13与外壳8相连，唱针17可卡装在插口16内，当接通电源时，光发射器即发出一均匀稳定的平行光束，被光阀挡住一半后照在光敏接收器上，使光敏接收器形成光的甲类偏置导通，导通电流在电阻R2上产生压降(见图2)，即将因光通量产生的光电流转换成电压，当唱针因检拾到音纹信号带动光阀振动改变其光通量时，也就不失真地得到了随音纹信号变化的电压信号。图7、图8、图9、图10是本专利技术实施例之二-光电话筒的结构示意图，话筒可分为单孔式(只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电检抬头，主要包含有光发射和光敏接收两大部份组成，其特征为在第一声道都设置有至少一个以上的光发射器（７）和光敏接收器（５），光发射器和光敏接收器的前面分别设置有限光孔和受光面，限光孔和受光面中分别采用单面毛玻璃（６）构成光学谐振腔（２），光学谐振腔的外层是光反射层（４）和导管（１），在光发射器和光敏接收器之间设有光阀（３），当光阀为静止状态时，其遮光端处于遮挡住１／２限光孔的位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文全，
申请(专利权)人：胡文全，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]