專利名稱：光學(xué)麥克風(fēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及使用光來(lái)檢測(cè)聲信號(hào)的光學(xué)麥克風(fēng)。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，使用振動(dòng)膜來(lái)檢測(cè)聲信號(hào)并變換成電信號(hào)的麥克風(fēng)被廣泛利用。這種麥克風(fēng)具有作為機(jī)械式振動(dòng)的部分的振動(dòng)膜。因而，在反復(fù)使用麥克風(fēng)的過(guò)程中振動(dòng)膜的特性有可能發(fā)生變化。此外，在使用麥克風(fēng)而檢測(cè)到高強(qiáng)度的聲信號(hào)的情況下，由于聲信號(hào)可能導(dǎo)致麥克風(fēng)的振動(dòng)膜發(fā)生較大振動(dòng)，從而振動(dòng)膜被破壞。進(jìn)而，麥克風(fēng)無(wú)法期待在振動(dòng)膜所具有的最低諧振頻率以上的頻率下檢測(cè)到良好的聲信號(hào)。由此，麥克風(fēng)難以檢測(cè)寬頻帶的頻率(以下稱作“寬頻帶性”。)。此外，在為了獲得寬頻帶性而使振動(dòng)膜小型化的情況下，聲信號(hào)的檢測(cè)靈敏度會(huì)降低。相對(duì)于此，例如專利文獻(xiàn)I提出了一種使用光來(lái)檢測(cè)聲信號(hào)并變換成電信號(hào)的光學(xué)麥克風(fēng)。以下，對(duì)專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的以往的光學(xué)麥克風(fēng)進(jìn)行說(shuō)明。圖20示出專利文獻(xiàn)I所公開(kāi)的以往的光學(xué)麥克風(fēng)141。光學(xué)麥克風(fēng)141具備接收機(jī)構(gòu)部1410和激光多普勒振動(dòng)計(jì)148。接收機(jī)構(gòu)部1410具備:具有凹部的基底部143 ;和相對(duì)于激光147而透明的透明支撐板145。由基底部143的凹部和透明支撐板145形成空間。在該空間內(nèi)填充有作為傳播介質(zhì)的納米多孔體142。在納米多孔體142中使用了例如專利文獻(xiàn)2所公開(kāi)的二氧化硅干凝膠等的聲速慢(聲阻抗小)且聲音的傳播損耗少的介質(zhì)?；撞?43具有用于將聲信號(hào)149導(dǎo)入至納米多孔體142的開(kāi)口部144?；撞?43的凹部底面為反射面1411。激光多普勒振動(dòng)計(jì)148從接收機(jī)構(gòu)部1410的外部照射激光147。激光147透過(guò)透明支撐板145以及納米多孔體142并在反射面1411進(jìn)行反射。在反射面1411反射后的激光147再次透過(guò)納米多孔體142以及透明支撐板145并返回到激光多普勒振動(dòng)計(jì)148。外界的聲信號(hào)149從開(kāi)口部144向接收機(jī)構(gòu)部1410入射，在空氣與納米多孔體142之間的界面進(jìn)行折射，高效地入射至納米多孔體142。所入射的聲信號(hào)149被變換成在納米多孔體142中行進(jìn)的疏密波1412。從激光多普勒振動(dòng)計(jì)148輸出的激光147在納米多孔體142上的光點(diǎn)位置，所生成的疏密波1412被作為密度的時(shí)間變動(dòng)進(jìn)行觀測(cè)。由于該密度變化使折射率發(fā)生變化，因此在光點(diǎn)位置產(chǎn)生與聲信號(hào)149相應(yīng)的折射率的時(shí)間變動(dòng)。如圖20所示，如果使激光147從納米多孔體142與透明支撐板145之間的界面的法線方向入射，則透過(guò)后的激光147從折射率的時(shí)間變動(dòng)受到的相位變動(dòng)量在光學(xué)上等效于:假定根據(jù)光點(diǎn)位置上的折射率的時(shí)間變動(dòng)而反射面1411在法線方向上進(jìn)行擺動(dòng)之時(shí)所受到的相位變動(dòng)量。因此，從反射面1411反射回來(lái)的激光147受到相當(dāng)于反射面1411的擺動(dòng)的多普勒頻移。激光多普勒振動(dòng)計(jì)148對(duì)在反射面1411被反射并返回來(lái)的激光147中包含的受到多普勒頻移的光分量。 通過(guò)求出該光分量的、相對(duì)于頻率位移量的傅里葉系數(shù)，來(lái)檢測(cè)每個(gè)頻率位移量的光強(qiáng)度。
折射率變動(dòng)與聲信號(hào)149的聲壓大致成比例，且多普勒頻移量(頻率變化量)與擺動(dòng)的速度成比例。因此，激光多普勒振動(dòng)計(jì)148輸出與聲信號(hào)149的時(shí)間微分大致成比例的信號(hào)。通過(guò)對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行積分處理或適當(dāng)?shù)臑V光器處理，從而能夠獲得與聲信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。由此，能夠使光學(xué)麥克風(fēng)141作為具有所期望的聲特性的麥克風(fēng)進(jìn)行動(dòng)作。-在先技術(shù)文獻(xiàn)_-專利文獻(xiàn)-專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-85868號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:發(fā)明專利第3633926號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2009-128103號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
-發(fā)明要解決的課題-上述以往的光學(xué)麥克風(fēng)具有高的聲檢測(cè)靈敏度。然而，卻具有難以實(shí)現(xiàn)光學(xué)麥克風(fēng)的小型化、和相對(duì)于周圍環(huán)境的變動(dòng)(振動(dòng)或溫度變化)的穩(wěn)定性這一課題。具體而言，激光多普勒振動(dòng)計(jì)148通過(guò)光干涉計(jì)來(lái)檢測(cè)以照射激光頻率作為基準(zhǔn)時(shí)的、來(lái)自被測(cè)定運(yùn)動(dòng)物體的散射光的多普勒頻率。為此，在激光多普勒振動(dòng)計(jì)148中內(nèi)置有以He-Ne激光器為代表的窄頻帶光源和光干涉計(jì)。此外，在為使多普勒頻率提升到容易獲得更高頻率辨別度的高頻帶而對(duì)照射激光的頻率進(jìn)行頻率調(diào)制的目的下，在激光多普勒振動(dòng)計(jì)148中內(nèi)置了聲光學(xué)調(diào)制元件。由于這種窄頻帶光源和聲光學(xué)調(diào)制元件在物理上占據(jù)較大體積，因此產(chǎn)生相對(duì)于第I課題、即光學(xué)麥克風(fēng)小型化的困難性。此外，第2課題、即裝置的穩(wěn)定性是由下述原因引起的:激光多普勒振動(dòng)計(jì)148不僅針對(duì)被測(cè)定物體的運(yùn)動(dòng)狀況還針對(duì)構(gòu)成光干涉計(jì)的光學(xué)元件間的相對(duì)位置的時(shí)間變化而言具有較高的靈敏度。在光干涉計(jì)中，將激光分割成2束光線，將其中一束光線照射到被測(cè)定物體而將另一束光線用作參照光。然后，使從被測(cè)定物體返回來(lái)的激光和參照光再次重疊，根據(jù)所獲得到的干涉光的強(qiáng)度變化的時(shí)間變動(dòng)、變動(dòng)的周期、相位來(lái)測(cè)量被測(cè)定物體。干涉光的強(qiáng)度變化是由2束光線的光路長(zhǎng)差決定的。因此，激光多普勒振動(dòng)計(jì)148相對(duì)于將激光分割成2束光線后的兩束光線的光路長(zhǎng)差的時(shí)間變動(dòng)而言具有相等的靈敏度。即、從周圍環(huán)境向激光多普勒振動(dòng)計(jì)148施加振動(dòng)、或者構(gòu)成光干涉計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)振動(dòng)而使得光路長(zhǎng)差發(fā)生了時(shí)間變化的情況下，也測(cè)量該光路長(zhǎng)變動(dòng)。故，在這種振動(dòng)的頻率處于想要測(cè)定的聲信號(hào)的頻帶內(nèi)的情況下成為噪聲分量。如以上那樣，具有光干涉計(jì)為高靈敏度但卻易受到周圍環(huán)境的影響這一課題。本申請(qǐng)?zhí)峁┙鉀Q上述的現(xiàn)有技術(shù)的課題之中的至少一個(gè)的光學(xué)麥克風(fēng)。-用于解決課題的技術(shù)方案-本申請(qǐng)所公開(kāi)的光學(xué)麥克風(fēng)，具備:光源；第I偏振片，透過(guò)從所述光源射出的光當(dāng)中的直線偏振光；開(kāi)口部；第2偏振片，透過(guò)具有與所述第I偏振片不同的偏振面的直線偏振光；受音部，包括具有小于空氣的聲速且從所述開(kāi)口部入射的聲信號(hào)進(jìn)行傳播的聲介質(zhì)，所述受音部被配置成 透過(guò)了所述第I偏振片的所述直線偏振光橫穿所述聲信號(hào)進(jìn)行傳播的路徑之后透過(guò)所述聲介質(zhì)并入射到所述第2偏振片；和光檢測(cè)器，將透過(guò)了所述第2偏振片的光的強(qiáng)度變換成電信號(hào)，在所述第I偏振片與所述第2偏振片之間，對(duì)透過(guò)了所述第I偏振片的所述直線偏振光在與偏振方向分別不同的相正交的兩個(gè)方向上賦予不同的相位偏移。-發(fā)明效果-本申請(qǐng)所公開(kāi)的光學(xué)麥克風(fēng)檢測(cè)的是通過(guò)聲信號(hào)的施加而在聲介質(zhì)中產(chǎn)生的光的雙折射所引起的光的偏振面的旋轉(zhuǎn)，而非光的干涉。因而，不使用窄頻帶光源、聲光學(xué)調(diào)制元件、以及光干涉計(jì)就能構(gòu)成光學(xué)麥克風(fēng)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且相對(duì)于外部環(huán)境變動(dòng)而言具有較高的耐性的光學(xué)麥克風(fēng)。此外，通過(guò)還具備橢圓偏振生成部，從而還能夠提高檢測(cè)靈敏度。


圖1是概略性表不第I實(shí)施方式的光學(xué)麥克風(fēng)的構(gòu)成的圖。圖2是概略性表示圖1的光學(xué)麥克風(fēng)的受音部的構(gòu)成的圖。圖3是概略性表示圖1的光學(xué)麥克風(fēng)的受音部的其他構(gòu)成的圖。圖4是表示了圖1的光學(xué)麥克風(fēng)的受音部中的聲介質(zhì)中的光線的舉動(dòng)的示意圖。圖5是概略性表不圖1的光學(xué)麥克風(fēng)的橢圓偏振生成部的構(gòu)成的圖。圖6是概略性表不圖1的光學(xué)麥克風(fēng)的橢圓偏振生成部的其他構(gòu)成的圖。圖7是概略性表不圖1的光學(xué)麥克風(fēng)的聲介質(zhì)的構(gòu)成的圖。圖8是概略性表不圖1的光學(xué)麥克風(fēng)的聲介質(zhì)的其他構(gòu)成的圖。圖9是表示在實(shí)驗(yàn)中使用的光學(xué)麥克風(fēng)的構(gòu)成的概略圖。圖10是表示使用不具有波長(zhǎng)板的光學(xué)麥克風(fēng)檢測(cè)到聲信號(hào)的情況下的、來(lái)自光電二極管的輸出電信號(hào)相對(duì)于對(duì)聲介質(zhì)22施加的壓力的大小的圖表。圖11是表示使用具有波長(zhǎng)板的光學(xué)麥克風(fēng)檢測(cè)到聲信號(hào)的情況下的、來(lái)自光電二極管的輸出電信號(hào)相對(duì)于對(duì)聲介質(zhì)施加的壓力的大小的圖表。圖12是在圖9所示的光學(xué)麥克風(fēng)中改變角度并重繪了相對(duì)于靜壓的施加量的光電二極管的電信號(hào)輸出曲線的計(jì)算結(jié)果的圖表。圖13表不圖1的光學(xué)麥克風(fēng)中的信號(hào)處理部的構(gòu)成。圖14表不圖1的光學(xué)麥克風(fēng)中的信號(hào)處理部的構(gòu)成。圖15是概略性表不第I實(shí)施方式的光學(xué)麥克風(fēng)的其他構(gòu)成的圖。圖16是概略性表不第2實(shí)施方式的光學(xué)麥克風(fēng)的構(gòu)成的圖。圖17是在圖16所示的光學(xué)麥克風(fēng)中改變角度并重繪了相對(duì)于靜壓的施加量的光電二極管的電信號(hào)輸出曲線的計(jì)算結(jié)果的圖表。圖18是概略性表不第2實(shí)施方式的光學(xué)麥克風(fēng)的其他構(gòu)成的圖。圖19(a)至(d)分別是概略性表示第3實(shí)施方式的光學(xué)麥克風(fēng)的構(gòu)成的圖。圖20是概略性表不以往的光學(xué)麥克風(fēng)的構(gòu)成的圖。
具體實(shí)施例方式本申請(qǐng)發(fā)明者進(jìn)行了與以往的光學(xué)麥克風(fēng)相比為小型、且相對(duì)于周圍環(huán)境的變動(dòng)(振動(dòng)或溫度變化)而具有較高的耐 性的光學(xué)麥克風(fēng)的研究。其結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過(guò)使直線偏振光(包括接近于直線偏振光的橢圓偏振光)透過(guò)聲信號(hào)進(jìn)行傳播的介質(zhì)，并檢測(cè)根據(jù)所傳播的聲信號(hào)而變化的透過(guò)光的偏振狀態(tài)，從而能夠檢測(cè)聲信號(hào)。在本申請(qǐng)說(shuō)明書中，聲信號(hào)包括可聽(tīng)域的聲波以及超聲波。在聲信號(hào)于聲介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行傳播的情況下，由于聲信號(hào)為縱波，因此在聲介質(zhì)中生成在時(shí)間上變動(dòng)的聲介質(zhì)的疏密分布、即折射率分布。由于聲介質(zhì)的疏密發(fā)生在聲信號(hào)的傳播方向上而不發(fā)生在與傳播方向垂直的方向上，因此疏密所引起的聲介質(zhì)的折射率的變化存在各向異性。因而，對(duì)聲信號(hào)進(jìn)行傳播的聲介質(zhì)表示雙折射性(光學(xué)各向異性)。具有雙折射性的物質(zhì)包括:作為折射率小的方向的進(jìn)相軸以及作為折射率大的方向的滯相軸。如果直線偏振光入射到這種物質(zhì)中，則在進(jìn)相軸方向上直線偏振光的相位相對(duì)超前，在滯相軸方向上直線偏振光的相位相對(duì)滯后。其結(jié)果，直線偏振光被變換成橢圓偏振光。因此，如果使直線偏振光透過(guò)聲信號(hào)進(jìn)行傳播的介質(zhì)，則直線偏振光被變換成橢圓偏振光，其偏振度表示與聲信號(hào)的時(shí)間變化相應(yīng)的變化。由此，將透過(guò)后的橢圓偏振光在偏振面的變動(dòng)作為正交偏振光的光強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，從而能夠檢測(cè)聲信號(hào)。根據(jù)該方法，不使用相對(duì)于溫度或振動(dòng)等的外部環(huán)境的變動(dòng)而不穩(wěn)定的光干涉計(jì)、作為大型光學(xué)元件的激光器等的窄頻帶光源以及光外差檢波用的聲光學(xué)調(diào)制元件等，就能以小型且簡(jiǎn)單的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)成來(lái)檢測(cè)聲信號(hào)。本申請(qǐng)所公開(kāi)的光學(xué)麥克風(fēng)具備:光源；第I偏振片，透過(guò)從所述光源射出的光之中的直線偏振光；開(kāi)口部;第2偏振片，透過(guò)具有與所述第I偏振片不同的偏振面的直線偏振光；受音部，包括具有小于空氣的聲速且對(duì)從所述開(kāi)口部入射的聲信號(hào)進(jìn)行傳播的聲介質(zhì)、以及開(kāi)口部，所述受音部被配置成透過(guò)了所述第I偏振片的所述直線偏振光橫穿所述聲信號(hào)進(jìn)行傳播的路徑之后透過(guò)所述聲介質(zhì)并入射到所述第2偏振片；和光檢測(cè)器，將透過(guò)了所述第2偏振片的光的強(qiáng)度變換成電信號(hào)，在所述第I偏振片與所述第2偏振片之間，在與偏振方向分別不同的正交的兩個(gè)方向上對(duì)透過(guò)了所述第I偏振片的所述直線偏振光賦予不同的相位偏移。在某一實(shí)施方式中,在所述第I偏振片與所述第2偏振片之間,在與偏振方向分別不同的正交的兩個(gè)方向上對(duì)透過(guò)了所述第I偏振片的所述直線偏振光賦予不同的相位偏移。在某一實(shí)施方式中，光學(xué)麥克風(fēng)還具備橢圓偏振生成部,該橢圓偏振生成部被配置在所述第I偏振片與所述第2偏振片之間，并將所述直線偏振光變換成橢圓偏振光，由所述橢圓偏振生成部對(duì)所述直線偏振光賦予所述相正交的兩個(gè)方向上的不同的相位偏移。在某一實(shí)施方式中，所述橢圓偏振生成部包括波長(zhǎng)板、液晶以及具有光學(xué)各向異性的光學(xué)晶體之中的至少一個(gè)。在某一實(shí)施方式中，所述橢圓偏振生成部位于所述第I偏振片與所述受音部之間。在某一實(shí)施方式中，所述橢圓偏振生成部位于所述第21偏振片與所述受音部之間。根據(jù)技術(shù)方案2所述的光學(xué)麥克風(fēng), 在某一實(shí)施方式中，所述聲介質(zhì)具有光學(xué)各向異性，根據(jù)所述光學(xué)各向異性而對(duì)所述直線偏振光賦予所述相正交的兩個(gè)方向上的不同的相位偏移。
在某一實(shí)施方式中,根據(jù)所述聲介質(zhì)的殘余應(yīng)力而生成所述光學(xué)各向異性。在某一實(shí)施方式中，所述受音部還具有對(duì)所述聲介質(zhì)賦予靜壓力的加壓部，根據(jù)所述靜壓力而生成所述光學(xué)各向異性。在某一實(shí)施方式中,所述第I偏振片的光學(xué)軸和所述第2偏振片的光學(xué)軸彼此正交。在某一實(shí)施方式中,所述橢圓偏振生成部的光學(xué)軸和所述第2偏振片的光學(xué)軸彼此正交。在某一實(shí)施方式中，光學(xué)麥克風(fēng)還具備信號(hào)處理部，該信號(hào)處理部對(duì)所述光檢測(cè)器變換后的電信號(hào)進(jìn)行放大。在某一實(shí)施方式中，所述信號(hào)處理部包括直流分量去除部，該直流分量去除部從所述電信號(hào)之中去除直流分量，所述電信號(hào)是從所述光檢測(cè)器輸出的。在某一實(shí)施方式中，所述信號(hào)處理部還包括差動(dòng)放大器，所述差動(dòng)放大器對(duì)從所述光檢測(cè)器輸出的所述電信號(hào)與所述直流分量去除部的輸出之間的差分進(jìn)行放大并輸出。在某一實(shí)施方式中，所述聲介質(zhì)為二氧化娃干凝膠。本申請(qǐng)所公開(kāi)的聲信號(hào)的檢測(cè)方法，包含:生成在規(guī)定的方向上具有偏振面的直線偏振的光的工序；使所述光在應(yīng)檢測(cè)的聲信號(hào)進(jìn)行傳播的聲介質(zhì)中進(jìn)行透過(guò)以使橫穿所述聲信號(hào)的傳播路徑的工序；使透過(guò)了所述聲介質(zhì)的所述光透過(guò)在與所述偏振面的方向不同的方向上具有光學(xué)軸的偏振片的工序；在由光檢測(cè)器檢測(cè)所述光之前，在與所述偏振面的方向分別不同的相正交的兩個(gè)方向上對(duì)所述光賦予不同的相位偏移的工序；和由光檢測(cè)器檢測(cè)透過(guò)了所述偏振片的所述光的工序。以下，對(duì)本發(fā)明的光學(xué)麥克風(fēng)的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。(第I實(shí)施方式)圖1表不本發(fā)明的光學(xué)麥克風(fēng)的第I實(shí)施方式的構(gòu)成。光學(xué)麥克風(fēng)I具備檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)2和信號(hào)處理系統(tǒng)17。由檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)2檢測(cè)在光學(xué)麥克風(fēng)I的周圍的環(huán)境中進(jìn)行傳播的聲信號(hào)來(lái)生成電信號(hào)，由信號(hào)處理系統(tǒng)17對(duì)電信號(hào)實(shí)施信號(hào)處理來(lái)生成接收信號(hào)
12。以下，對(duì)各構(gòu)成要素進(jìn)行說(shuō)明?！礄z測(cè)光學(xué)系統(tǒng)2>檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)2具備:光源4、第I偏振片5、橢圓偏振生成部6、受音部7、第2偏振片8、和光檢測(cè)器9。光源4射出光線3。在本實(shí)施方式中，所使用的光線3既可以為相干光也可以為不相干光。此外，光線3的占有波長(zhǎng)頻帶既可以是單一頻帶或窄頻帶也可以是寬頻帶。如上所述，光學(xué)麥克風(fēng)I檢測(cè)的是偏振狀態(tài)的變化而非光的干涉的緣故。此外，由于使光線3透過(guò)第I偏振片5來(lái)獲得直線偏振光，因此從光源4射出的光線3也可以不是直線偏振光而是非偏振光。其中，如在以下所說(shuō)明的那樣，在第I偏振片5、第2偏振片8、橢圓偏振生成部6以及受音部7等、檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)2的其他構(gòu)成要素各自所發(fā)揮的功能中具有波長(zhǎng)依賴性的情況下，也可選擇光源4所射出的光線3的波長(zhǎng)，以使光學(xué)麥克風(fēng)I整體上獲得所期望的性能。優(yōu)選從光源4射出的光線3的強(qiáng)度恒定，強(qiáng)度的時(shí)間變動(dòng)小。尤其是，如果強(qiáng)度的變動(dòng)的頻率處于所檢測(cè)的聲信號(hào)的頻域內(nèi)， 則光源4可能會(huì)成為檢測(cè)聲信號(hào)時(shí)的噪聲，因此不是優(yōu)選的。在光源4中例如能夠米用以He-Ne激光器為代表的氣體激光器光源、固體激光器光源、纖維激光器光源、被鏡頭或開(kāi)口光圈等大致平行光化的半導(dǎo)體激光器以及發(fā)光二極管、被濾光器限制波長(zhǎng)并被光學(xué)系統(tǒng)平行光化的白色光源(電燈泡等)等。另外，在使用以He-Ne激光器為代表的氣體激光器光源的情況下,也可穩(wěn)定輸出。第I偏振片5以及第2偏振片8分別具有光學(xué)軸100以及光學(xué)軸101。第I偏振片5以及第2偏振片8透過(guò)具有與各自的光學(xué)軸(光學(xué)軸100、光學(xué)軸101)平行的偏振面的光線。因此，透過(guò)了第I偏振片5以及第2偏振片8的光成為具有與第I偏振片5以及第2偏振片8的光學(xué)軸平行的偏振面的直線偏振光。如圖1所不,在本實(shí)施方式中,第2偏振片8的光學(xué)軸101和第I偏振片5的光學(xué)軸100彼此正交。因此，在這兩個(gè)偏振片中，所透過(guò)的光的偏振面彼此正交。另外，第2偏振片8的光學(xué)軸101與第I偏振片5的光學(xué)軸100之間的正交關(guān)系如下進(jìn)行定義。第I偏振片5以及第2偏振片8的偏振分選度依賴于所入射的光的波長(zhǎng)以及入射角度。根據(jù)構(gòu)成偏振片的物質(zhì)、元件構(gòu)造而波長(zhǎng)依賴性不同。在此，入射角是指:第I偏振片5以及第2偏振片8的入射面法線與光線3所成的角度。通常，入射角度被選擇為0°。此外，“偏振分選度”是表示偏振片的特性的參數(shù)，由將具有與偏振片的光學(xué)軸平行的偏振面的直線偏振光的透過(guò)率規(guī)定為I的情況下的、具有與光學(xué)軸正交的偏振面的直線偏振光的透過(guò)率的倒數(shù)來(lái)規(guī)定。越是偏振分選度大的偏振片，則越不透過(guò)正交偏振光。配置成偏振分選度越大則第I偏振片5以及第2偏振片8的光學(xué)軸彼此越正交，使透過(guò)了第I偏振片5的直線偏振光透過(guò)第2偏振片8來(lái)檢測(cè)透過(guò)了第I偏振片5的直線偏振光的偏振狀態(tài)的變化的情況下的靈敏度提高，從而能夠提高光學(xué)麥克風(fēng)I的檢測(cè)靈敏度。在本申請(qǐng)說(shuō)明書中，“第I偏振片5的光學(xué)軸100和第2偏振片8的光學(xué)軸101彼此正交”是指，光學(xué)軸100與光學(xué)軸101所成的角度Φ滿足以下的式(I)的關(guān)系的情況。[數(shù)學(xué)式1權(quán)利要求
1.一種光學(xué)麥克風(fēng)，具備: 光源； 第I偏振片，透過(guò)從所述光源射出的光當(dāng)中的直線偏振光； 第2偏振片，透過(guò)具有與所述第I偏振片不同的偏振面的直線偏振光； 受音部，包括開(kāi)口部、和具有小于空氣的聲速且對(duì)從所述開(kāi)口部入射的聲信號(hào)進(jìn)行傳播的聲介質(zhì)，所述受音部被配置成透過(guò)了所述第I偏振片的所述直線偏振光橫穿所述聲信號(hào)進(jìn)行傳播的路徑之后透過(guò)所述聲介質(zhì)并入射到所述第2偏振片；和光檢測(cè)器，將透過(guò)了所述第2偏振片的光的強(qiáng)度變換成電信號(hào)， 在所述第I偏振片與所述第2偏振片之間，在與偏振方向分別不同的相正交的兩個(gè)方向上對(duì)透過(guò)了所述第I偏振片的所述直線偏振光賦予不同的相位偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)麥克風(fēng)，其中， 所述光學(xué)麥克風(fēng)還具備橢圓偏振生成部，該橢圓偏振生成部被配置在所述第I偏振片與所述第2偏振片之間，并將所述直線偏振光變換成橢圓偏振光， 由所述橢圓偏振生成部對(duì)所述直線偏振光賦予所述相正交的兩個(gè)方向上的不同的相位偏移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)麥克風(fēng),其中， 所述橢圓偏 振生成部包括波長(zhǎng)板、液晶以及具有光學(xué)各向異性的光學(xué)晶體之中的至少一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)麥克風(fēng),其中， 所述橢圓偏振生成部位于所述第I偏振片與所述受音部之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)麥克風(fēng),其中， 所述橢圓偏振生成部位于所述第2偏振片與所述受音部之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)麥克風(fēng)，其中， 所述聲介質(zhì)具有光學(xué)各向異性， 根據(jù)所述光學(xué)各向異性而對(duì)所述直線偏振光賦予所述相正交的兩個(gè)方向上的不同的相位偏移。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)麥克風(fēng),其中， 所述光學(xué)各向異性是根據(jù)所述聲介質(zhì)的殘余應(yīng)力而生成的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)麥克風(fēng),其中， 所述受音部還具有對(duì)所述聲介質(zhì)賦予靜壓力的加壓部，所述光學(xué)各向異性根據(jù)所述靜壓力而生成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)麥克風(fēng)，其中， 所述第I偏振片的光學(xué)軸和所述第2偏振片的光學(xué)軸彼此正交。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的光學(xué)麥克風(fēng),其中， 所述橢圓偏振生成部的光學(xué)軸和所述第2偏振片的光學(xué)軸彼此正交。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的光學(xué)麥克風(fēng)，其中， 所述光學(xué)麥克風(fēng)還具備信號(hào)處理部，該信號(hào)處理部對(duì)所述光檢測(cè)器變換后的電信號(hào)進(jìn)行放大。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光學(xué)麥克風(fēng)，其中，所述信號(hào)處理部包括直流分量去除部，該直流分量去除部從所述電信號(hào)之中去除直流分量，所述電信號(hào)是從所述光檢測(cè)器輸出的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)麥克風(fēng),其中， 所述信號(hào)處理部還包括差動(dòng)放大器， 所述差動(dòng)放大器對(duì)從所述光檢測(cè)器輸出的所述電信號(hào)與所述直流分量去除部的輸出之間的差分進(jìn)行放大并輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的光學(xué)麥克風(fēng)，其中， 所述聲介質(zhì)為二氧化硅干凝膠。
15.—種聲信號(hào)的檢測(cè)方法,包括: 生成在規(guī)定的方向上具有偏振面的直線偏振光的工序； 使所述光在應(yīng)檢測(cè)的聲信號(hào)進(jìn)行傳播的聲介質(zhì)中按照所述光橫穿所述聲信號(hào)的傳播路徑的方式透過(guò)的工序； 使透過(guò)了所述聲介 質(zhì)的所述光透過(guò)在與所述偏振面的方向不同的方向上具有光學(xué)軸的偏振片的工序； 在與所述偏振面的方向分別不同的相正交的兩個(gè)方向上，對(duì)所述光賦予不同的相位偏移的工序；和 由光檢測(cè)器檢測(cè)透過(guò)了所述偏振片的所述光的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學(xué)麥克風(fēng)，具備光源(4)；第1偏振片(5)，透過(guò)從光源(4)射出的光當(dāng)中的直線偏振光；第2偏振片(8)，透過(guò)具有與第1偏振片(5)不同的偏振面的直線偏振光；受音部(7)，包括具有小于空氣的聲速且從開(kāi)口部入射的聲信號(hào)進(jìn)行傳播的聲介質(zhì)、以及開(kāi)口部，并被配置成透過(guò)了第1偏振片的直線偏振光橫穿聲信號(hào)進(jìn)行傳播的路徑之后透過(guò)聲介質(zhì)并入射到第2偏振片；和光檢測(cè)器(9)，將透過(guò)了第2偏振片(8)的光的強(qiáng)度變換成電信號(hào)，在第1偏振片與第2偏振片之間對(duì)透過(guò)了第1偏振片的直線偏振光在與偏振方向分別不同的相正交的兩個(gè)方向上賦予不同的相位偏移。
文檔編號(hào)H04R23/00GK103222282SQ201280003760
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月5日
發(fā)明者寒川潮, 巖本卓也, 金子由利子, 橋本雅彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社