JP3887537B2 - Acoustoelectric converter - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロホン装置などの音響電気変換装置に係り、特に音響による振動板の振動変位を光の受光量の変化に対応する電気信号に変換して検出する音響電気変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術におけるマイクロホン音声変換方式はコンデンサー及びダイナミック方式が中心として実用されている。
コンデンサー方式は静電容量の変化を電気信号に変換して音声として取り出している。音波の強弱により振動板（高分子フィルム）は垂直方向に振動し電極間の静電容量は振動板が振動する事により静電容量が変化しその変化量に応じて電気信号が出力される。
ダイナミック方式は振動板に垂直にコイルが設けられており更にその一方にはこのコイルに対応した磁気回路上に誘導コイルが設けられ音波により垂直振動された振動板コイルは誘導コイルとの間に起電力を生じさせ音声信号として出力される。
上記２タイプの電気変換方式が従来技術として現在もマイクロホンの分野では中心的な役割を果しているほか、光を使った電気変換方式も提案され実用化研究が行われている。光を使った電気変換方式は振動板に光を当てその振動板の反射光を受光素子で受光し電気変換して出力するものである。
【０００３】
図２は光を使った電気変換方式の従来技術を説明する図面である。同図において、振動板２０３と対比して発光素子２０１及び受光素子２０２をそれぞれ一対ずつ設け、中央に光を遮蔽するための遮光板２０４を設ける。発光素子２０１から発せられた光は振動板２０３に照射される。そして、振動板２０３の垂直振動変化量に応じた反射光量が受光素子２０２に入力されて電気信号として変換され、増幅器２０５を通って出力（電気出力２０７）される。発光素子２０１への電力は電源部２０６により供給される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図２に示したとおり、従来技術における振動板２０３の形状は平面であった。また、振動板２０３は円形で構成されているため、その振動分布は中心部が最大の振れを示し外側に向うほど振動幅が少なかった。よって、振動板２０３とこれと対向して設けられている遮光板２０４との間に形成され、光を透過させる光透過スリット２０８を通る光は、振動板２０３の中心部と外側とでは光が均一に分布せず、光漏れの原因となっていた。そして、この光漏れが原因となって、振動板２０３が完全に閉じた状態におけるＳ/Ｎ（Signal to Noise Ratio）比が悪化し、音声の劣化が起こるという問題があった。
本発明は上述した従来の音響電気変換装置に用いられる振動板の問題点を解決するためになされたもので、高性能かつ量産性に適した振動板、遮光ハウジング構造を備えた音響電気変換装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、支持部材に張設された薄膜状の振動板に対向して発光素子と受光素子とを配置し、発光素子から振動板に放射された光の反射光を受光素子で受光して電気信号として取出すことにより振動板の音響による振動変位を検出する音響電気変換装置において、発光素子と受光素子とを底面に内設した遮光ハウジングの上面と振動板の中心部とをドーム状に成型し、振動板と遮光ハウジングとの間のクリアランスを平行に保つことを特徴とする。
前記音響電気変換装置において、遮光ハウジングを発光素子側の発光キャビティと受光素子側の受光キャビティとに分割する遮光板を設置し、発光キャビティ上部には発光窓を設け、受光キャビティ上部には受光窓を設けることが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１には本発明に係る音響電気変換装置に用いられる振動板の形状および構造が断面図で示されている。図１に示す音響電気変換装置は、アルミ箔等の薄い薄膜状の振動板１０３を中央に開口部のある円形リング状の支持部材に張設し、この振動板１０３に対向した位置に発光素子１０４と受光素子１０５とを配置し、発光素子１０４から振動板１０３に光を放射し、この光の反射光を受光素子１０５で受光して電気信号として取出すことにより振動板１０３の音響による振動変位を検出するように構成されている。
【０００７】
図１における実施の形態では発光素子１０４と受光素子１０５とは遮光ハウジング１０６の底面に配置され、発光素子１０４からの光、受光素子１０５への光がそれぞれ外部に漏れないように遮光ハウジング１０６の内壁で包囲されている。
また、遮光ハウジング１０６は遮光板１１２によって、発光素子１０４のある発光キャビティ１０７と受光素子１０５のある受光キャビティ１１６とに分割されている。この遮光板１１２は両キャビティを遮断して、発光キャビティ１０７、受光キャビティ１１６の互いの光漏れを阻止する役割を果たしている。さらに、振動板１０３の限定された部分に対して光を照射するため、発光キャビティ１０７上部には発光窓１１５が設けられている。
【０００８】
電源部１０８からの供給電力によって発光素子１０４から放射された光は、発光キャビティ１０７上部に設けられている発光窓１１５のスリットを通り、振動板１０３に照射される。
振動板１０３と遮光ハウジング１０６との間には僅かな隙間、すわなち、クリアランス１１０が設けられており、発光素子１０４から発光窓１１５を通って振動板１０３に照射された光はこのクリアランス１１０に反射して照射される。
振動板１０３に反射した反射光１１１は受光キャビティ１１６上部に設けられた受光窓１１４のスリットを通り、受光素子１０５に照射される。受光素子１０５は照射されたこの光を電気信号に変換し、増幅器１０９により信号増幅して音声信号として出力する。
本発明の特徴の１つとして振動板１０３の中心部分はドーム状に成型されている。そして、ドーム状に成型された振動板１０３の中心部分と対向する位置にある遮光ハウジング１０６の上面もドーム状に成型されている。
【０００９】
図１に示すように、振動板１０３と遮光ハウジング１０６の上面とをドーム状に成型することにより、振動板１０３の振動に対応して振動板１０３と遮光ハウジング１０６との間にある隙間、すなわちクリアランス１１０を平行に保つことが可能となる。クリアランス１１０が平行状態を維持しているとき、振動板１０３の振動幅に応じてクリアランス１１０が変化する。そしてこれにより、均一な光を受光素子１０５に伝えることができる。
【００１０】
このように本発明によれば、発光素子からの光漏れ、受光素子への光漏れを回避することが可能になる。
さらに、本発明によれば光を均一に伝搬することが可能となるため、Ｓ/Ｎ比が向上し、良好な音声信号を出力させることが可能になる。
さらに、本発明による音響電気変換装置は、その構造が簡素であるため生産性に優れているという利点を有する。
【００１１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によると、高性能かつ量産性に適した振動板、遮光ハウジング構造を備えた音響電気変換装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す断面図及び局部拡大図。
【図２】従来の音響電気変換装置に用いられる構造を示す断面図及び斜視図。
【符号の説明】
１０３ 振動板
１０４ 発光素子
１０５ 受光素子
１０６ 遮光ハウジング[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an acoustoelectric conversion device such as a microphone device, and more particularly to an acoustoelectric conversion device that detects vibration displacement of a vibration plate by converting it into an electric signal corresponding to a change in the amount of received light.
[0002]
[Prior art]
The microphone sound conversion system in the prior art is put into practical use mainly with a condenser and a dynamic system.
In the capacitor method, a change in capacitance is converted into an electric signal and extracted as sound. The vibration plate (polymer film) vibrates in the vertical direction due to the strength of sound waves, and the capacitance between the electrodes changes as the vibration plate vibrates, and an electric signal is output according to the amount of change.
In the dynamic method, a coil is provided perpendicularly to the diaphragm, and on one of them, an induction coil is provided on a magnetic circuit corresponding to this coil, and the diaphragm coil vertically vibrated by sound waves is generated between the induction coil and the diaphragm. Electric power is generated and output as an audio signal.
The above two types of electrical conversion systems are still playing a central role in the field of microphones as conventional technologies, and electrical conversion systems using light have also been proposed and studied for practical use. In the electric conversion method using light, light is applied to a diaphragm, and the reflected light of the diaphragm is received by a light receiving element to be electrically converted and output.
[0003]
FIG. 2 is a diagram for explaining the prior art of an electrical conversion method using light. In the figure, a pair of a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As shown in FIG. 2, the shape of the
The present invention was made to solve the problems of the diaphragm used in the conventional acoustoelectric converter described above, and is an acoustoelectric converter equipped with a diaphragm and a light-shielding housing structure suitable for high performance and mass productivity. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a light emitting element and a light receiving element are arranged opposite to a thin-film diaphragm stretched on a support member, and reflected light of light emitted from the light emitting element to the diaphragm is received by the light receiving element. In an acoustoelectric transducer that detects vibration displacement due to the sound of the diaphragm by taking it out as an electrical signal, the upper surface of the light-shielding housing with the light emitting element and the light receiving element provided in the bottom and the center of the diaphragm are molded into a dome shape The clearance between the diaphragm and the light shielding housing is kept parallel .
In the acoustoelectric conversion device, a light shielding plate for dividing the light shielding housing into a light emitting cavity on the light emitting element side and a light receiving cavity on the light receiving element side is provided, a light emitting window is provided above the light emitting cavity, and a light receiving window is provided above the light receiving cavity. Can be provided.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a sectional view showing the shape and structure of a diaphragm used in an acoustoelectric conversion device according to the present invention. The acoustoelectric conversion device shown in FIG. 1 has a thin thin film diaphragm 103 such as an aluminum foil stretched on a circular ring-shaped support member having an opening in the center, and a light emitting element at a position facing the diaphragm 103. 104 and the
[0007]
In the embodiment in FIG. 1, the
The
[0008]
The light emitted from the
A slight gap, that is, a
The
As one of the features of the present invention, the central portion of the diaphragm 103 is formed in a dome shape. The upper surface of the
[0009]
As shown in FIG. 1, by forming the diaphragm 103 and the upper surface of the
[0010]
As described above, according to the present invention, it is possible to avoid light leakage from the light emitting element and light leakage to the light receiving element.
Furthermore, according to the present invention, light can be propagated uniformly, so that the S / N ratio is improved and a good audio signal can be output.
Furthermore, the acoustoelectric conversion device according to the present invention has an advantage of excellent productivity because of its simple structure.
[0011]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an acoustoelectric conversion device including a diaphragm and a light-shielding housing structure suitable for high performance and mass productivity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view and a local enlarged view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view and a perspective view showing a structure used in a conventional acoustoelectric transducer.
[Explanation of symbols]
103
Claims (2)
前記発光素子と前記受光素子とを底面に内設した遮光ハウジングの上面と、前記振動板の中心部とをドーム状に成型し、前記振動板と前記遮光ハウジングとの間のクリアランスを平行に保つことを特徴とする音響電気変換装置。A light emitting element and a light receiving element are arranged opposite to the thin film-like diaphragm stretched on the support member, and the reflected light of the light emitted from the light emitting element to the diaphragm is received by the light receiving element. In an acoustoelectric transducer that detects vibration displacement due to sound of the diaphragm by taking out as a signal,
The upper surface of the light shielding housing in which the light emitting element and the light receiving element are provided on the bottom surface and the center portion of the diaphragm are molded into a dome shape, and the clearance between the diaphragm and the light shielding housing is kept parallel. An acoustoelectric conversion device.
前記遮光ハウジングを発光素子側の発光キャビティと受光素子側の受光キャビティとに分割する遮光板を設置し、前記発光キャビティ上部には発光窓を設け、前記受光キャビティ上部には受光窓を設けたことを特徴とする音響電気変換装置。The acoustoelectric conversion device according to claim 1,
A light-shielding plate that divides the light-shielding housing into a light-emitting cavity on the light-emitting element side and a light-receiving cavity on the light-receiving element side is installed, a light-emitting window is provided above the light-emitting cavity, and a light-receiving window is provided above the light-receiving cavity. An acoustoelectric converter characterized by the above.
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