(57)【要約】【課題】  光を利用したマイクロホンにおいて、感度調整を容易にする。【解決手段】  感度スイッチ１２は、スライダの位置を表す信号をマイクロコンピュータ１００へ供給する。マイクロコンピュータ１００は、感度スイッチ１２から供給された信号に応じてレーザ発射部３０のモータを制御し、光源を所定の角度に傾ける。光源の角度を変更すると、反射リング２０の内周面でレーザ光が反射する回数が変化し、レーザ受光部４０に入光するまでのレーザ光の光路長が変化する。レーザ光の光路長が変化すると、レーザ光の屈折量が変化し、同じ音波であってもレーザ受光部４０に入光する光の変位量が変化して音波の検出感度が変化する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を反射する反射面を内周面に有する環状部材と、
所定のビーム径のコヒーレント光を、前記環状部材の内周面へ向けて出力する光源と、
前記光源から前記環状部材の内周面へ向けて出力されるコヒーレント光の角度を、指示信号に応じて制御する制御手段と、
前記光源から出力されて前記環状部材の内周面で反射したコヒーレント光を受光し、受光したコヒーレント光のビーム位置を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出されたビーム位置に対応した信号を出力する信号出力手段と
を有するマイクロホン。
【請求項２】
前記検出手段を複数備えたことを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項３】
前記光源を複数備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロホン。
【請求項４】
前記制御手段は、前記光源から出力された光が前記環状部材の内周面で形成される空間の略中央部を通過するようにコヒーレント光の角度を制御することを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
【請求項５】
前記検出手段は前記光源の近傍に位置し、前記環状部材の内周面において、前記光源に対向する位置と、前記光源および前記位置検出手段の近傍の位置とが平面であることを特徴とする請求項１に記載のマイクロホン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を利用して音声を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイナミック型やコンデンサー型に替わるマイクロホンとして、特許文献１に開示されているマイクロホンがある。このマイクロホンは、空気中にレーザ光を出射し、レーザ光が音波に接触したことにより生じるレーザ光の屈折量の変化を電気信号に変換する。このマイクロホンによれば、ダイナミック型やコンデンサー型のように機械的な振動部を必要としないため、長期の使用による振動部の劣化や過大な入力による振動部の破損を防ぐことが可能となっている。
【特許文献１】特開平５−２２７５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
さて、特許文献１に開示されたマイクロホンにおいては、レーザ光が音波に触れる量が多いほどレーザ光の屈折量は増えるため、感度を上げるためにはレーザ光の光路長を長くし、感度を下げるためにはレーザ光の光路長を短くすることとなる。特許文献１に開示されたマイクロホンにおいては、複数の反射鏡の間をレーザ光が反射するようにして光路長を調整しているが、感度を替えるために反射鏡を調整し、レーザ光の光路長を調整するのは、ユーザにとって使い勝手が悪く、実用性に乏しいという問題があった。
【０００４】
本発明は、上述した背景の下になされたものであり、光を利用したマイクロホンにおいて、感度調整を容易にする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために本発明は、光を反射する反射面を内周面に有する環状部材と、所定のビーム径のコヒーレント光を、前記環状部材の内周面へ向けて出力する光源と、前記光源から前記環状部材の内周面へ向けて出力されるコヒーレント光の角度を、指示信号に応じて制御する制御手段と、前記光源から出力されて前記環状部材の内周面で反射したコヒーレント光を受光し、受光したコヒーレント光のビーム位置を検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたビーム位置に対応した信号を出力する信号出力手段とを有するマイクロホンを提供する。
【０００６】
好ましい態様においては、前記検出手段を複数備えるようにしたり、前記光源を複数備えるようにしてもよい。また、前記制御手段は、前記光源から出力された光が前記環状部材の内周面で形成される空間の略中央部を通過するように光の角度を制御するようにしてもよい。また、前記検出手段を前記光源の近傍に配置し、前記環状部材の内周面において、前記光源に対向する位置と、前記光源および前記位置検出手段の近傍の位置とを平面とするようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、光を利用したマイクロホンにおいて、感度調整を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るマイクロホン１の外観図であり、図２は、マイクロホン１のハードウェア構成を示したブロック図である。図１に示したように、このマイクロホン１は、筐体１０と、筐体１０を支持するスタンド５０と、筐体１０に取り付けられた反射リング２０とを有している。
【０００９】
反射リング２０は、環状の部材であり、その内周面は、例えばアルミ蒸着処理などによって鏡面となっている。反射リング２０の内周面の一部には、レーザ光を発射するための発射口３１が設けられており、この発射口３１の内部には、所定の波長および所定のビーム径のレーザ光（コヒーレント光）を出力する光源（図示略）と、モータおよび歯車装置とにより光源の傾き角度を可変する傾斜装置（図示略）とを備えたレーザ発射部３０が埋設されている。なお、光源が出力するレーザ光の波長は、可視領域や赤外領域の中から任意に選択することができる。また、反射リング２０の内周面の一部であって、発射口３１に隣接する部分には、レーザ発射部３０から出力されて内周面で反射したレーザ光が入射する入射口４１が設けられており、この入射口４１の内部には、図３に示したように光電変換素子をアレイ状に配設したレーザ受光部４０が埋設されている。このレーザ受光部４０にレーザ光が入光すると、アレイ状に配設された光電変換素子のうち、光を検出した光電変換素子が光を電気信号に変換し、生成した電気信号を音声信号出力部１１０へ出力する。
【００１０】
反射リング２０の内側の領域においては、空気中に音波が生じていない場合、光源から出力されたレーザ光は空気中を直進し、反射リング２０の内周面で反射してレーザ受光部４０の中心に入光する。一方、人間が音声を発すると空気中に粗密波が生じ、空気の密な部分と粗な部分とが空気中を伝播して反射リング２０の内側を通過する。そして、反射リング２０の内周面で反射しているレーザ光は、この空気の粗密の中を通過することとなる。図４は、粗密波の分布と、この粗密波によって屈折するレーザ光の様子とを模式化して示した図である。光は媒質中を進むと媒質の密度が高い方へ屈折するため、図４においては、レーザ光は空気が密な部分の方向へ屈折する。ここで、レーザ光の屈折量は、空気密度の変化量の大きなところ（即ち、粗密波の密な部分または粗な部分）をレーザ光が通過すると大きくなり、音声が生じていない時の空気密度と同じ密度のところを通過する際には小さくなる。レーザ光が屈折すると、レーザ受光部４０においてはレーザ光の入射位置が中心から変位することとなり、粗密波の周期（即ち、音声の周波数）に応じて変位量が周期的に変化し、粗密波の振幅（即ち、音声の音圧レベル）に応じて変位量が大きくなる。即ち、レーザ光の入射位置の変位は音声を表すこととなる。
【００１１】
音声信号出力部１１０は、各光電変換素子から出力された電気信号を解析し、光を受光した光電変換素子を特定する。そして、光を受光した光電変換素子の位置からレーザ受光部４０の中心点までの距離を求め、例えば、中心点では電圧値を０とし、中心点からの距離が遠い場合には距離に対応した電圧値となる信号を出力する。上述したように、レーザ受光部４０におけるレーザ光の位置の変位は音声を表しているため、検出したレーザ光の位置に対応して出力される信号は音声を表すこととなる。
【００１２】
筐体１０の表面には、図示せぬ電源からの電力をマイクロホン１の各部へ供給するための電源スイッチ１１と、スライドスイッチである感度スイッチ１２とが配設されている。また、筐体１０の内部には、マイクロコンピュータ１００が埋設されている。感度スイッチ１２は、マイクロホン１の感度を調整するためのスイッチであり、マイクロコンピュータ１００に接続されている。本実施形態においては、感度は四段階で切り替えることが可能となっており、感度スイッチ１２は、スライダの位置を表す信号をマイクロコンピュータ１００へ供給する。マイクロコンピュータ１００は、感度スイッチ１２から供給された信号（指示信号）に応じてレーザ発射部３０のモータを制御し、光源を所定の角度に傾ける。
【００１３】
感度スイッチ１２におけるスライダの位置毎のレーザ光の出力角度と軌跡とを図５に示す。感度スイッチ１２のスライダが左端の「４」の位置にある場合には、レーザ光が図５（ａ）に示した角度でレーザ発射部３０から出力され、反射リング２０の内周面内側において、図５（ａ）に示した軌跡で反射してレーザ受光部４０に入光する。感度スイッチ１２のスライダが「３」の位置にある場合には、レーザ光が図５（ｂ）に示した角度でレーザ発射部３０から出力され、反射リング２０の内周面内側において、図５（ｂ）に示した軌跡で反射してレーザ受光部４０に入光する。感度スイッチ１２のスライダが「２」の位置にある場合には、レーザ光が図５（ｃ）に示した角度でレーザ発射部３０から出力され、反射リング２０の内周面内側において、図５（ｃ）に示した軌跡で反射してレーザ受光部４０に入光する。感度スイッチ１２のスライダが右端の「１」の位置にある場合には、レーザ光が図５（ｄ）に示した角度でレーザ発射部３０から出力され、反射リング２０の内周面内側において、図５（ｄ）に示した軌跡で反射してレーザ受光部４０に入光する。
【００１４】
このように、スライダの位置を「４」の位置にすると、レーザ光が反射リング２０の内周面で複数回反射し、レーザ受光部４０に入光するまでのレーザ光の光路長が長くなる。そして複数回屈折することにより、レーザ受光部４０に入光する光は中心点からの変位量が大きくなり、感度良く音声を検出することができる。一方、スライダの位置を３，２，１と移動させると、内周面で反射する回数がスライダの位置に応じて少なくなり、レーザ受光部４０に入光するまでのレーザ光の光路長が短くなる。そしてレーザ光が音波に触れる回数が少なくなるため、レーザ光の屈折量が少なくなり、レーザ受光部４０に入光する光は、同じ音波であっても中心点からの変位量が小さくなって音声の検出感度が下がることとなる。このように本実施形態によれば、簡単な操作によってレーザ光の光路長を変更し、音声検出の感度を容易に変更することができる。また、本実施形態によれば、レーザ光は反射リング２０内の閉じた領域をのみを通過するので、レーザ光が人間の眼に入射することがなく、安全に音声を検出することができる。
【００１５】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよい。
【００１６】
反射リング２０において、発射口３１と入射口４１との間、および発射口３１と入射口４１に対向する部分を図６（ａ）に示したように平面とし、光源から出射されたレーザ光がこの平面部分のみを往復してレーザ受光部４０に入射するようにしてもよい。また、この態様においては、図６（ｂ）に示したように、レーザ光の反射回数を１回として、感度を下げるようにしてもよい。また、反射面が形成されている部材をリング状ではなく多角形にしてもよい。また、レーザ受光部４０の位置は、レーザ発射部３０の近傍に限定されるものではなく、反射リング２０の内周面の任意の位置に配置してもよい。
【００１７】
上述した実施形態においては、レーザ発射部３０とレーザ受光部４０が各々一つづつとなっているが、図６（ｃ）に示したように、レーザ発射部３０とレーザ受光部４０とをもう一組設け、２つのレーザ受光部４０の検出結果から、音声を解析するようにしてもよい。また、レーザ受光部４０のみを反射リング２０の内周面に複数設け、種々の位置でレーザ光を受光できるようにしてもよい。このように複数の位置でレーザ光を受光することができると、図面に示したレーザ光の経路だけでなく、様々な経路を採用することが可能となり、反射回数を替えて感度をさらに細かく調整することが可能となる。また、図７（ａ）や図７（ｂ）に示したように、反射リング２０の内周面に近い部分のみをレーザ光が通過するようにして感度を調節するようにしてもよい。
【００１８】
超音波を用いた距離センサを筐体１０に設け、この距離センサによってユーザとマイクロホン１との間の距離を測定し、測定された距離に応じてレーザの出射角度を可変するようにしてもよい。
【００１９】
内周面を複数のミラーで構成し、感度スイッチ１２の設定に応じて各々のミラーの角度を可変することによりレーザ光の光路長を可変するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係るマイクロホン１の外観図である。
【図２】マイクロホン１のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】レーザ受光部の外観図である。
【図４】音波の粗密を模式的に表した図である。
【図５】レーザ光の軌跡を示した図である。
【図６】同実施形態の変形例に係るマイクロホンを示した図である。
【図７】同実施形態の変形例に係るレーザ光の軌跡を示した図である。
【符号の説明】
【００２１】
１・・・マイクロホン、１０・・・筐体、１１・・・電源スイッチ、１２・・・感度スイッチ、２０・・・反射リング、３０・・・レーザ発射部、３１・・・発射口、４０・・・レーザ受光部、４１・・・入射口、５０・・・スタンド、１００・・・マイクロコンピュータ、１１０・・・音声信号出力部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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