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JPS63260396A - Microphone - Google Patents

Microphone

Info

Publication number
JPS63260396A
JPS63260396A JP9339787A JP9339787A JPS63260396A JP S63260396 A JPS63260396 A JP S63260396A JP 9339787 A JP9339787 A JP 9339787A JP 9339787 A JP9339787 A JP 9339787A JP S63260396 A JPS63260396 A JP S63260396A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
photodetection
change
circle
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9339787A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Endo
聡 遠藤
Toshinori Oda
俊則 小田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP9339787A priority Critical patent/JPS63260396A/en
Publication of JPS63260396A publication Critical patent/JPS63260396A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To simplify circuit constitution by replacing a displacement in forward/ backward direction of a diaphragm vibrated by a sound wave into a change in the distance from a light source to the diaphragm, detecting the change of a photodetection area in the photodetection section by the number of photodetections of plural photodetectors and outputting the vibration of the diaphragm by the input sound wave as a digital electric signal. CONSTITUTION:The diaphragm 11c is vibrated by a sound wave S. The diameter of the radiation circle 11c shown in solid line concentric circles being the absorption and transmission part 11a of the diaphragm 11 is changed as shown in concentric circles in broken lines at the inside and outside of the radiation circle 11c. Since the distance between the diaphragm 11 and the photodetection section 13 is unchanged, the diameter of the reflected light photodetection circle 13a of the photodetection section 13 is changed by the same size as the change in the diameter of the circle 11c. When the diaphragm 11 approaches the light source 12, the reflected light photodetection circle 13a is smaller and when the diaphragm 11 is parted, the diameter is larger. Thus, displacement of the diaphragm 11 is replaced into the change in the photodetection area of the photodetection section 13, the result is converted into a digital electric signal by counting number of photodetections of the plural photodetectors such as CCD.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、オーディオ機器に使用されるマイクロホンに
関し、さらに具体的に述べれば、音楽等の音波をディジ
タル電気信号に直接変換するマイクロホンに関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a microphone used in audio equipment, and more specifically, to a microphone that directly converts sound waves such as music into digital electrical signals. be.

(従来の技術) ディジタルオーディオ機器に、音楽等の音波をディジタ
ル電気信号として入力する従来の方式について第3図に
より説明する。
(Prior Art) A conventional method for inputting sound waves such as music as digital electrical signals to a digital audio device will be explained with reference to FIG.

第3図は、マイクロホンのアナログ電気信号をディジタ
ル電気信号に変換する信号処理回路のブロック図である
FIG. 3 is a block diagram of a signal processing circuit that converts an analog electrical signal of a microphone into a digital electrical signal.

同図において、音波Sは、これが入力されたマイクロホ
ン1で微小なアナログ電気信号に変換され、マイクロホ
ン増幅器2で伝送可能なレベルに増幅されて、伝送路3
を経て図中に破線の枠で示したディジタルオーディオ機
器4に入力される。
In the figure, a sound wave S is converted into a minute analog electrical signal by a microphone 1 into which it is input, and is amplified to a level that can be transmitted by a microphone amplifier 2, and then a transmission line 3.
The signal is then input to a digital audio device 4 indicated by a broken line frame in the figure.

ディジタルオーディオ機器4に入力されたアナログ電気
信号は、増幅器5によって標本化可能なレベルに増幅さ
れた後、標本化時のエリアス効果による折返し歪の発生
を防ぐため、ローパスフィルタ6で不要高調波成分が除
去される。不要高調波成分が除去されたアナログ電気信
号は、クロック発生器7から出力されるサンプル・ホー
ルド制御信号Cによってサンプル・ホールド増幅器8で
標本化され保持された後、上記のクロック発生器7から
出力される変換開始信号りによって、アナログ・ディジ
タル変換器9でディジタル電気信号Eとなって出力され
る。
The analog electrical signal input to the digital audio device 4 is amplified by an amplifier 5 to a level that can be sampled, and then a low-pass filter 6 removes unnecessary harmonic components to prevent aliasing distortion due to the alias effect during sampling. is removed. The analog electrical signal from which unnecessary harmonic components have been removed is sampled and held in the sample-and-hold amplifier 8 by the sample-and-hold control signal C output from the clock generator 7, and then output from the clock generator 7. The analog/digital converter 9 outputs a digital electrical signal E in response to the conversion start signal.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記の構成では、アナログ・ディジタル
変換器9が高価で、かつ安定した性能を有するものが得
難いという問題があった。さらにマイクロホンの出力が
、アナログ信号の形で伝送路3を通過するため、雑音が
混入し易く、また、増幅を繰返すため歪が生じ易いとい
う問題もあった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the above configuration has the problem that the analog-to-digital converter 9 is expensive and it is difficult to obtain one with stable performance. Furthermore, since the output of the microphone passes through the transmission line 3 in the form of an analog signal, there are problems in that noise is likely to be mixed in, and distortion is likely to occur due to repeated amplification.

本発明は上記の問題点を解決するもので、複雑な信号処
理回路を必要とせず、音楽等の音波をディジタル電気信
号に変換し、ディジタルオーディオ機器に直接供給する
ことができるマイクロホンを提供するものである。
The present invention solves the above-mentioned problems and provides a microphone that can convert sound waves of music etc. into digital electrical signals and directly supply them to digital audio equipment without requiring a complicated signal processing circuit. It is.

(問題点を解決するための手段) 上記の問題点を解決するため1本発明は、照射角を有す
る光源と、光軸に直交するように配置した。中央に光を
吸収又は透過する部分を、またその周囲に光を反射する
部分をそれぞれ形成した振動板と、振動板と連結し且つ
振動板からの反射光を受光して電気信号に変換する複数
の受光素子からなる受光部とでマイクロホンを構成し、
音波による振動板の前後方向の変位を、光源から振動板
までの距離の変化に置換し、これによって生ずる受光部
の受光面積の変化を複数の受光素子の受光数で検出し、
入力音波による振動板の振動をディジタル電気信号とし
て出力するように構成するものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, one aspect of the present invention is to arrange a light source having an irradiation angle so as to be perpendicular to the optical axis. A diaphragm that has a part in the center that absorbs or transmits light and a part that reflects light around it, and a plurality of parts that are connected to the diaphragm and receive reflected light from the diaphragm and convert it into an electrical signal. The microphone is composed of a light-receiving section consisting of a light-receiving element,
The longitudinal displacement of the diaphragm caused by the sound wave is replaced by a change in the distance from the light source to the diaphragm, and the resulting change in the light-receiving area of the light-receiving section is detected by the number of light-receiving elements of the plurality of light-receiving elements.
The vibration plate is configured to output the vibration of the diaphragm caused by the input sound wave as a digital electrical signal.

(作 用) 上記の構成により1例えば、照射角2αを有する光源を
用い、音波によって振動板が前後方向にそれぞれ±ΔX
だけ変位を生じたとすると、固定された光源から振動ま
での距離はそれぞれ±ΔXだけ変化したことになり、振
動板上の照射円は±2Δx tanα変化する。すなわ
ち、振動板が光源からΔXだけ遠ざかれば、照射円の直
径は2Δx tanαだけ大きくなり、逆にΔXだけ近
付けば、2Δx tanαだけ小さくなる。振動板と受
光部は連結されているので1両者間の距離は変わらない
ので、受光部の反射光受光内の直径は。
(Function) With the above configuration, for example, by using a light source with an irradiation angle of 2α, the diaphragm is moved by ±ΔX in the front and rear directions by sound waves.
If the distance from the fixed light source to the vibration is changed by ±ΔX, the irradiation circle on the diaphragm changes by ±2Δx tanα. That is, if the diaphragm moves away from the light source by ΔX, the diameter of the irradiation circle increases by 2Δx tanα, and conversely, if it approaches by ΔX, it decreases by 2Δx tanα. Since the diaphragm and the light receiving section are connected, the distance between them does not change, so the diameter of the reflected light receiving section of the light receiving section is.

±2Δx tanαだけ変化することになる。It will change by ±2Δx tanα.

従って、振動板の振動は、受光部の反射光受光円直径の
変化として表わされるので、受光素子の受光数を計数す
ることにより、ディジタル電気信号に変換することがで
きる。
Therefore, since the vibration of the diaphragm is expressed as a change in the diameter of the reflected light receiving circle of the light receiving section, it can be converted into a digital electrical signal by counting the number of lights received by the light receiving element.

(実施例) 本発明の一実施例を第1図および第2図により説明する
。第1図(a)、(b)および(C)はそれぞれ。
(Example) An example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Figures 1 (a), (b) and (C) are respectively.

本発明によるマイクロホンの側面断面図、およびそのA
A’平面とBB’平面でそれぞれ切断し、矢印の方向か
ら見た背面断面図および正面断面図である。
A side sectional view of a microphone according to the present invention, and its A
They are a rear sectional view and a front sectional view taken along the A' plane and the BB' plane, respectively, and viewed from the direction of the arrow.

第1図(a)において、本発明によるマイクロホンは、
円筒状の筐体10の内部に、その中心線と直交するよう
に設け、第1図(b)に示すように中心に光を吸収又は
透過する円形の部分11aと、これを取り巻く光を反射
する部分11bとからなる振動板11と、上記の中心線
と光軸が一致し、しかも照射角2αを有する光源12と
、上記の振動板11と連結し、上記の光源12の背後に
配置した。CCD等のように複数の受光素子により形成
された受光部13とから構成されている。
In FIG. 1(a), the microphone according to the present invention is
A circular part 11a is provided inside the cylindrical case 10 so as to be perpendicular to its center line, and as shown in FIG. A diaphragm 11 consisting of a portion 11b, a light source 12 whose optical axis coincides with the center line and has an irradiation angle of 2α, and a light source 12 connected to the diaphragm 11 and placed behind the light source 12. . It is composed of a light receiving section 13 formed by a plurality of light receiving elements such as a CCD.

なお、振動板11の中央に形成した吸収又は透過部分1
1aは、反射光が光源12に戻らないように設定された
ものである。
Note that the absorbing or transmitting portion 1 formed at the center of the diaphragm 11
1a is set so that reflected light does not return to the light source 12.

このように構成されたマイクロホンの動作について説明
する。音波Sによって振動板11が振動し、前後に変位
すると、第1図(a)に破線で示したように、振動板1
1と、これに連結された受光部13が同時に前後に変位
する。振動板11から受光部13までの距離は変わらな
いので、振動板11の変位によって生ずる光源12から
振動板11までの距離の変化がそのまま、光源12から
振動板11を経て受光部13に達する距離の変化となる
The operation of the microphone configured in this way will be explained. When the diaphragm 11 vibrates due to the sound wave S and is displaced back and forth, the diaphragm 11 vibrates as shown by the broken line in FIG. 1(a).
1 and the light receiving section 13 connected thereto are simultaneously displaced back and forth. Since the distance from the diaphragm 11 to the light receiving section 13 does not change, the change in the distance from the light source 12 to the diaphragm 11 caused by the displacement of the diaphragm 11 changes the distance from the light source 12 to the light receiving section 13 via the diaphragm 11. This will result in a change in

すなわち、第゛1図(b)において、振動板11の吸収
又は透過部分11aと実線の同心円で示した照射円11
cは、振動板11の変位によって、上記の照射円lie
の内外に破線で示した同心円のように照射円直径が変化
する。振動板11と受光部13の距離は変わらないので
、受光部13の反射光受光口13aの直径は、振動板1
1の照射円11cの直径の変化量と同じ寸法だけ変化す
る。振動板11が光源12に近付けば、反射光受光口1
3aは小さくなり、遠ざかれば大きくなる。従って、振
動板11の変位を受光部13の受光面積の変化に置換で
きるので、COD等の複数の受光素子の受光数を計数す
ることにより。
That is, in FIG. 1(b), the irradiation circle 11 shown by the solid line concentric circle with the absorption or transmission portion 11a of the diaphragm 11
c is the above irradiation circle lie due to the displacement of the diaphragm 11.
The diameter of the irradiation circle changes as shown by concentric circles inside and outside the dotted lines. Since the distance between the diaphragm 11 and the light receiving section 13 does not change, the diameter of the reflected light receiving opening 13a of the light receiving section 13 is the same as that of the diaphragm 1.
The dimension changes by the same amount as the amount of change in the diameter of the irradiation circle 11c of No. 1. When the diaphragm 11 approaches the light source 12, the reflected light receiving port 1
3a becomes smaller and becomes larger as you move away from it. Therefore, the displacement of the diaphragm 11 can be replaced by a change in the light-receiving area of the light-receiving section 13 by counting the number of light-receiving elements such as CODs.

ディジタル電気信号に変換することができる。It can be converted into a digital electrical signal.

第2図は本発明のマイクロホンからディジタルオーディ
オ機器に音楽信号を入力するブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram for inputting music signals from the microphone of the present invention to digital audio equipment.

同図において、音波Sは、これが入力される本発明によ
るマイクロホン14によってディジタル電気信号に変換
され、伝送路15を経て図中に破線の枠で示したディジ
タルオーディオ機器16に入力される。ディジタルオー
ディオ機器16では、クロック発生器17が出力する標
本化周波数に基づいたラッチクロツタ信号Aによって、
ラッチ回路18は入力されたディジタル電気信号を一定
間隔で一時的に保持した後、ディジタル音楽信号Bとし
て出力する。このディジタル音楽信号Bは、第3図に示
したディジタル音楽信号Eと等価である。
In the figure, a sound wave S is converted into a digital electrical signal by a microphone 14 according to the present invention, which is inputted to the sound wave S, and is inputted via a transmission line 15 to a digital audio device 16 shown in a broken line frame in the figure. In the digital audio device 16, the latch clock signal A based on the sampling frequency output from the clock generator 17 causes
The latch circuit 18 temporarily holds the input digital electric signal at regular intervals, and then outputs it as a digital music signal B. This digital music signal B is equivalent to the digital music signal E shown in FIG.

なお、マイクロホンの振動板11に、マイクロホンの出
力信号がディジタルオーディオ機器で処理される際の標
本化周波数の1/2以下の遮断周波数をもつローパスフ
ィルタの特性を持たせておけば、標本化に伴うエリアス
効果による折返し歪は発生しない。
Note that if the diaphragm 11 of the microphone has the characteristics of a low-pass filter with a cutoff frequency that is 1/2 or less of the sampling frequency when the microphone output signal is processed by the digital audio equipment, sampling will be easier. No aliasing distortion occurs due to the accompanying Elias effect.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、従来のアナログ
・ディジタル変換器で処理する方式に比べて、はるかに
簡単な回路構成によりディジタルオーディオ機器に必要
なディジタル電気信号を得ることができる。また、マイ
クロホンの出力がディジタル電気信号なので、他の機器
への伝送中に雑音の混入がなく、さらに、増幅器を必要
としないので、マイクロホン自体で発生する歪以外に歪
が発生しない。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, digital electrical signals required for digital audio equipment can be obtained with a much simpler circuit configuration than the conventional method of processing using an analog-to-digital converter. be able to. Furthermore, since the output of the microphone is a digital electrical signal, there is no noise mixed in during transmission to other equipment, and since no amplifier is required, no distortion occurs other than that generated by the microphone itself.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a) 、(b)および(C)はそれぞれ本発明
によるマイクロホンの側面断面図、AA’面で切断した
背面断面図およびBB’面で切断した正面断面図。 第2図および第3図はそれぞれ本発明によるマイクロホ
ンおよび従来のマイクロホンからそれぞれディジタルオ
ーディオ機器に音楽信号を供給する方式を示すブロック
図である。 1.14・・・マイクロホン、 2・・・マイクロホン
増幅器、 3,15・・・伝送路、 4,16・・・デ
ィジタルオーディオ機器、 5・・・増幅器、 6 ・
・・ローパスフィルタ、 7,17・・・クロック発生
器、 8・・・サンプル・ホールド増幅器、 9・・・
アナログ・ディジタル変換器、  10・・・筐体、1
1・・・振動板。 11a・・・吸収又は透過部分、llb・・・反射部分
、11c・・・照射円、12・・・光源、13・・・受
光部、13a・・・反射光受光口、18・・・ラッチ回
路。 第1図 (a) 10−筐体  +1−J員117A   +1a−[1
&U又+j 朋ftl ’h+lb−反射M)サ 11
C−即、1円  12− LJ、13−受几邪13a−
及射先大り円 第2図 14 、、、マイク04−ン 15、、−イ云」月j跨) 16−、デフ″;クル4−テ゛iKIM基17−クロ・
ツク発生器 18、−ラ、7ナロ路 第3図 1−フイクロホソ 261.マイクロホン趨愕界 3−、、L送路 406.ディジクルイーデフオ機器 別9.壇lI′@器 6−・ローノVスフイルタ フ10.クロ・、り発生、器、 8、、、”7ンブル
FIGS. 1(a), 1(b) and 1(C) are a side sectional view, a rear sectional view taken along the AA' plane, and a front sectional view taken along the BB' plane, respectively, of a microphone according to the present invention. FIGS. 2 and 3 are block diagrams illustrating a system for supplying music signals from a microphone according to the present invention and a conventional microphone, respectively, to digital audio equipment. 1.14...Microphone, 2...Microphone amplifier, 3,15...Transmission line, 4,16...Digital audio equipment, 5...Amplifier, 6.
...Low pass filter, 7,17...Clock generator, 8...Sample and hold amplifier, 9...
Analog-digital converter, 10... housing, 1
1... Vibration plate. 11a...Absorption or transmission part, llb...Reflection part, 11c...Irradiation circle, 12...Light source, 13...Light receiving part, 13a...Reflected light receiving port, 18...Latch circuit. Figure 1(a) 10-Housing +1-J member 117A +1a-[1
&Umata+j 朋ftl 'h+lb-reflectionM)sa 11
C-Immediately, 1 yen 12-LJ, 13-Jukeja 13a-
Destination great circle Figure 2 14, Microphone 04-15, 16-, Def''; Kru 4-te, iKIM group 17-
Tsuk generator 18, -ra, 7 narrow path Fig. 3 1-microphone 261. Microphone trend world 3-, L feed path 406. 9. By DigiClue Defo equipment. Dan lI'@Ki6-・Rono V Sfiltough 10. Kuro, ri occurrence, vessel, 8,,,”7nburu

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 照射角を有する光源と、光軸と直交する、照射光を反射
する部分と吸収又は透過する部分とからなる振動板と、
この振動板から反射光を受光し電気信号に変換する複数
の受光素子からなり、且つ上記の振動板と連結する受光
部とを備え、音波によって振動する振動板の変位を、光
源から振動板までの距離の変化に置換し、上記の受光部
の反射光受光面積の変化を複数の受光素子の受光数の変
化によって検出し、これをディジタル電気信号として出
力することを特徴とするマイクロホン。
a light source having an irradiation angle; a diaphragm comprising a part that reflects the irradiated light and a part that absorbs or transmits the irradiated light, which is orthogonal to the optical axis;
It consists of a plurality of light receiving elements that receive reflected light from this diaphragm and converts it into an electrical signal, and also includes a light receiving section connected to the diaphragm, and the displacement of the diaphragm vibrated by sound waves is detected from the light source to the diaphragm. , a change in the reflected light receiving area of the light receiving section is detected by a change in the number of light received by a plurality of light receiving elements, and this is output as a digital electrical signal.
JP9339787A 1987-04-17 1987-04-17 Microphone Pending JPS63260396A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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JP9339787A JPS63260396A (en) 1987-04-17 1987-04-17 Microphone

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JP (1) JPS63260396A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001041502A1 (en) * 1999-12-03 2001-06-07 Kabushiki Kaisha Kenwood Acoustoelectric transducer using optical device
US7391976B2 (en) * 1999-12-13 2008-06-24 Kabushiki Kaisha Kenwood Optical acoustoelectric transducer

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WO2001041502A1 (en) * 1999-12-03 2001-06-07 Kabushiki Kaisha Kenwood Acoustoelectric transducer using optical device
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