(57)【要約】【課題】  微小な音圧差を検知可能な光マイクロフォンを提供する。【解決手段】  本発明の光マイクロフォンは、光源１２と、音圧を受けて振動する振動板１１と、所定の伝送損失を有し、前記振動板からの反射光を伝送する導光体１３と、前記導光体から出射光を受光する光検出器１４と、を備え、当該光検出器１４は、受光した光の照度に応じた信号電圧を出力する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
音圧を受けて振動する振動板と、
所定の伝送損失を有し、前記振動板からの光を伝送する導光体と、
前記導光体から出射光を受光する光検出器と、
を備える
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項２】
請求項１に記載の光マイクロフォンであって、
前記光検出器は、前記受光した光の照度に応じた信号電圧を出力する
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項３】
請求項２に記載の光マイクロフォンであって、
前記照度と音圧との間に、相関関係がある
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光源からの出射光を、前記振動板に反射させて前記導光体に導く
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項５】
請求項１から３の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光源からの出射光を、前記振動板を透過させて前記導光体に導く
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光源からの出射光は、前記導光体を通過して振動板へ到達する
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項７】
請求項１から５の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光源からの出射光が、投光ファイバーを介して振動板へ到達する
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一項に記載の光マイクロフォンであって、
前記光検出器は、フォトダイオードを含む
ことを特徴とする光マイクロフォン。
【請求項９】
請求項１から８の何れか一項に記載の光マイクロフォンを含む補聴器。
【請求項１０】
請求項９に記載の補聴器であって、
前記光マイクロフォンを、複数含んでいる
ことを特徴とする補聴器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光マイクロフォン、および補聴器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
音波により発生する機械的変位を光学的に検出し、音声として復調する光マイクロフォンが知られている。光マイクロフォンは一般的には、音圧によって振動する振動板に光波を照射し、当該振動板の振動変位を反射光の光強度の変化として検出するものである。このような光マイクロフォンは、高い指向特性や耐ノイズ性を有するという特性から、広く応用が期待されている。
【０００３】
しかしながら、振動板の微小な振動変位の差分を検出する為には、振動板への入射光、及びその反射光の光路安定性が確保されていることが不可欠である。光学系に生じたずれによる光信号の変調は、全て振動板の変位として復調音声に影響するからである。従って、各光学系は常に高い光学精度が維持されていなければならない。また、受光側の光検出器についても高い光検出精度が求められる。そのため、光マイクロフォンには、様々な光学部品が導入されてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１８６０９９号公報
【特許文献２】特開２００５−３１８４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、振動板への入射光、及びその反射光を伝達するための光ガイドを設けた光マイクロフォンが開示されている。また、特許文献２には、振動板への入射光を伝達するための光導波路と、特定方向に光波を集光する回折格子と、を有する光マイクロフォンが開示されている。
【０００６】
しかしながら、これらの部品は、光に略直進的な光路を付与するものである。よって振動板の微小な振動変位の差分を検出するためには、これらの光学部品についても、高い光学精度が求められる。特に小型化した製品においては電子顕微鏡レベルでの調整が必要とされ、その場合には高コスト化や、さらなる歩留まりの悪化が問題となる。
また、使用時の振動、衝撃にも敏感であるとともに、部品や取り付け部の僅かな劣化による精度の変化が発生する。
【０００７】
そこで本発明は、より簡易な構成で微小な音圧差を検知可能な光マイクロフォン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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の光マイクロフォンは、光源と、音圧を受けて振動する振動板と、所定の伝送損失を有し、前記振動板からの光を伝送する導光体と、前記導光体から出射光を受光する光検出器と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、前記光検出器は、前記受光した光の照度に応じた信号電圧を出力してもよい。
【００１０】
また、前記照度と音圧との間に、相関関係があってもよい。
【００１１】
また、前記光源からの出射光を、前記振動板に反射させて前記導光体に導いてもよい。
【００１２】
また、前記光源からの出射光を、前記振動板を透過させて前記導光体に導いてもよい。
【００１３】
また、前記光源からの出射光は、前記導光体を通過して振動板へ到達してもよい。
【００１４】
また、前記光源からの出射光が、投光ファイバーを介して振動板へ到達してもよい。
【００１５】
また、前記光検出器は、フォトダイオードを含んでいてもよい。
【００１６】
また、上記何れかに記載の光マイクロフォンを含む補聴器であってもよい。
【００１７】
また、光マイクロフォンを、複数含んでいる補聴器であってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、微小な音圧差を検知可能な光マイクロフォンを提供することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る光マイクロフォン１０の構成図。
【図２】照度を音圧の関係を示す相関図。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る光マイクロフォン２０の構成図。
【図４】本発明の第三の実施形態に係る光マイクロフォン３０の構成図。
【図５】本発明の第四の実施形態に係る光マイクロフォン４０の構成図。
【図６】本発明の第五の実施形態に係る光マイクロフォン５０の構成図。
【図７】照度を音圧の関係を示す相関図。
【図８】本発明の第六の実施形態に係る光マイクロフォン６０の斜視図。
【図９】本発明の第七の実施形態に係る光マイクロフォン７０の斜視図。
【図１０】本発明の第八の実施形態に係る光マイクロフォン８０の斜視図。
【図１１】振動板８１の他の実施例を示す図である。
【図１２】振動膜１０１の例である。
【図１３】導光体の形状によって、照度と音圧の相関関係が変化する例である。
【図１４】一般的な光マイクロフォン９０の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながらより具体的に説明する。
【００２１】
まず、従来の一般的な光マイクロフォンについて簡単に説明する。図１４は、一般的な光マイクロフォン９０の構成図である。
【００２２】
図１４に示すように、光マイクロフォン９０は、振動板９１と、振動板９１に光を照射する光源９２と、振動板９１らの反射光を受光する光検出器９３と、音声変換部９５、スピーカ９４と、筐体９９と、を有している。
【００２３】
このような光マイクロフォン９０においては、まず、光源９２から照射される放射光が振動板９１へと入射する。入射光は振動板９１により反射されるが、その際、外部からの音圧によって振動する振動板９１の変位において変調される。このような変調を受けた反射光は、次にフォトダイオードなどの光検出器９３へと入射する。光検出器９３はその入射光を受光量に応じた電流に変換する。そして、音声変換部９５により電流電圧変換の後、電圧変化は音声信号としてスピーカ９４へと出力される。これにより、外部音声は振動板９１の変位を経て、再び音声として復調される。
【００２４】
しかしながら、このような光マイクロフォンにおいては、無音時の振動板９１の反射光の光路ｎに対する、振動板９１が音圧によってマイナス側に撓んでいる際の反射光の光路ａ、及びプラス側に撓んでいる際の反射光の光路ｂには殆ど差が無く、各反射光による差分を検出する為には、光検出器９３に高い精度が要求される。また、ここでは図示しないが光検出器の前に回折格子を設け回折格子で回折した光を光検出器で検知し音声変換する例があるが、高い検出精度が要求される。以下、このような課題を解決する本発明の光マイクロフォンについて説明する。
【００２５】
＜第一の実施形態＞
まず、本発明の第一の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る光マイクロフォン１０の断面図である。
【００２６】
図１に示すように、光マイクロフォン１０は、振動板１１と、振動板１１に光を照射する光源１２と、その反射光が入射しこれを導光する導光体１３と、導光体１３から出射される光を受光する光検出器１４と、スピーカ１５と、筐体１９と、を有している。なお、振動板１１、光源１２、導光体１３、及び光検出器１４と、スピーカ１５の一部とは、筐体１９内に収められている。
【００２７】
振動板１１は、機械振動により音波を光信号に変換する音光変換系の機構である。具体的に、振動板１１は、例えばダイアフラム状の膜であり、図示しない保持機構によって筐体１９に懸架されている。このような機構によって振動板１１は、外部からの音圧によって振動する。また、振動板１１には後述の光源１２からの放射光が照射されており、振動板１１の振動によって放射光の光路は変化する。即ち、振動板１１の変位に応じて放射光が変調されることとなり、当該放射光の反射光には、振動している振動板１１の変位が表れる。この反射光は、後述の導光体１３へと入射する。
【００２８】
光源１２は、振動板１１に向けて光を放射する機構である。具体的に、光源１２は、例えば発光素子としての発光ダイオード（ＬＥＤ）等を備えている。ＬＥＤの放射光は振動板１１へと入射し、振動板１１に反射されて光検出器１４へと入射する。
【００２９】
導光体１３は、振動板１１からの反射光を伝送する伝送路として機能する機構であり、ガラスやプラスチック、液体等により形成される透明の部材である。よって、例えば単なる棒状のアクリル部材（内部と周囲で屈折率が一様な素材）や、コアとクラッドの境界面で反射させることによって光を伝送する光ファイバー等でもよい。さらには、内部反射する金属パイプ状の物などでも良い。このような伝送路を通過した導光体１３からの出射光は、光信号として後述の光電変換系（光検出器１４）へと入射する。導光体１３の長さは、反射光の強度、目的とする音声品質等に応じて異なるが、例えば、６ｍｍ〜２００ｍｍ、形状を小さくしたい場合などには、好ましくは６ｍｍ〜３０ｍｍである。なお、細い光ファイバーを用いる際は曲げたり丸めたりして収納しても良い。
【００３０】
また、本発明の導光体１３は、光を減衰させることを目的とした一定の伝送損失を有しており、光検出器１４はこのような伝送損失による光強度の変化を検出することで、音声を復調することができる。よってその損失量は、所定の光強度を有する振動板１１による反射光（≒導光体１３への入射光）が、導光体１３の光路長において消失せずに導光体１３から出射され、さらにその出射光が光検出器１４において検出され得る程度、即ち検出限界を上回る照度を保持することが可能な量であるものとする。また伝送損失は、光の吸収損失や散乱損失、放射損失、接続損失等によるため、光源の波長や、導光体１３の不均一性、形状、光路長等の各要素によって変化する。
【００３１】
光検出器１４は、光を電気信号に変換する光電変換系の機構である。具体的に、光検出器１４は、例えば受光素子として二次元方向に配列された複数のフォトダイオードを有している。ここではフォトダイオード群は、モノシリックに集積されたフォトダイオードアレイであるものとする。当該フォトダイオードアレイの各フォトダイオードは、その受光面に入射した光を、その受光量に応じた電流として出力する。
【００３２】
次に光検出器１４は、音声変換部１６電流電圧変換回路によって、照度と音圧の相関から予め設定された式に従い得られた電流を電圧に変換、増幅する。また、光検出器１４からは電流としてばかりでなく電圧を直接得ても良い。図２に、本実施形態における照度を音圧の相関図を示す。図２に示すように、照度と音圧は、略正の相関関係にある。即ち、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板１１はプラス方向に撓み、反射光の導光体１３内における光路長は短くなる（図１においては、反射回数が減る）。すると、伝送損失が低く抑えられるため、照度は高くなる。逆に、その反動で振動板１１がマイナス方向に撓むほど、反射光の導光体１３内における光路長は長くなる（図１においては、反射回数が増える）。すると、伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。このような相関をサンプリングにより導き出し、その式を設定しておくことで照度に対応する音圧に応じた電圧値を算出することができる。また、入力音圧が大きすぎる、或いは小さすぎると照度が鈍るため、正の相関関係が強い範囲を使用範囲として設定することが望ましい。
【００３３】
また、照度と音圧の相関は、振動板１１の形状や特性、光源１２の強度や波長、導光体１３の組成や形状、またこれらの位置関係等によって変化するため一概に言えるものではないが、図２では、強く正の相関が見られる場合の例を例示した。だが必ずしもこの限りではなく、相関係数が低い場合には、プロットから相関の回帰直線の方程式を求めて使用することもできる。もちろん、回帰直線によらずサンプリングデータテーブルから電圧値を導いてもよい。さらに、電圧を算出する際に増幅を見込んだ係数を乗じてもよいし、別途増幅器による増幅を経てもよい。このようにして得られた電圧ｖ（ｔ）からなる電気信号は、スピーカ１５へと印加される。
【００３４】
上記説明したように、本発明の第一の実施形態に係る光マイクロフォン１０によれば、導光体１３により、光検出器１４に到達する光量は音圧に応じて変化している。このような照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。また、従来では認識が難しかった僅かな音圧差であっても、導光体１３を通すことにより確実に照度の差として現れるため、より再現性の高い正確な音声復調が可能となる。
【００３５】
＜第二の実施形態＞
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。図３は、本発明の第二の実施形態に係る光マイクロフォン２０の構成図である。以下、上述の実施形態と同様の構成を有するものについては同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００３６】
図３に示すように、光マイクロフォン２０は、振動板１１に変えて、一方の端のみが固定された板状の部材である振動板２１を有している点で、第一の実施形態とは異なっている。さらに、導光体２３は上部が拡径した集光部Ｘを有している。
【００３７】
光マイクロフォン２０も上記実施形態と同様に、照度と音圧に略正の相関関係が成立するよう構成されている。即ち、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板２１はプラス方向に振れ、反射光の導光体２３内における伝送損失が低く抑えられ、照度は高くなる。逆に、その反動で振動板２１がプラス方向に振れるほど、反射光の導光体２３内における伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。このような構成により、光マイクロフォン２０においても、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。
【００３８】
なお、導光部上部付近から上端部に向かい徐々に拡径する集光部Ｘは、振動板２１の反射光の有効範囲を高め、光検出器１４の小型化に貢献する。即ち集光部Ｘは、広い受光面で振動板２１からの反射光を受光し、導光部下方向の光検出器１４へと導光することが可能である。なお、集光部Ｘの形状は、導光部に光を導く形状で有れば形状を限定するものでは無い。
【００３９】
＜第三の実施形態＞
次に、本発明の第三の実施形態について説明する。図４は、本発明の第三の実施形態に係る光マイクロフォン３０の構成図である。
【００４０】
図４に示すように、光マイクロフォン３０は、振動板１１を導光体３３に対して斜めに配置した振動板３１を有している点と、導光体３３を下側から照らす光源３２を有している点で、第一の実施形態とは異なっている。さらに、導光体３３は、斜めの受光面を有している点で、第二の実施形態とは異なる。
【００４１】
光源３２は、導光体３３内を直進して振動板３１を照射する。なお、光源３２は、振動板３１で反射される前に振動板３１で損失を受けてなお、音声として復調される反射光が光検出器１４に到達し得る程度の光強度が必要である。また、反射光が光源３２によって妨げられないよう、小型のものであるのが望ましい。
【００４２】
またここでは、光源３２からの光は導光体３３の壁面に反射せずに振動板１３へと到達する例を挙げているが、振動板３１に対し常に一定の角度で照射されれば、導光体３３の壁面に反射させしても良い。
【００４３】
導光体３３は、受光面である上部端面が、振動板３１と略平行に斜めに形成されている。これにより、振動板３１からの反射光を集光し易くなる。また、形状や角度を調整することによって、音圧と照度出力の特性を変化させることも可能である。
【００４４】
光マイクロフォン３０も上記実施形態と同様に、照度と音圧に略正の相関関係が成立するよう構成されている。即ち、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板３１はプラス方向に撓み、反射光の導光体３３内における伝送損失が低く抑えられ、照度は高くなる。逆に、その反動で振動板３１がマイナス方向に撓むほど、反射光の導光体３３内における伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。このような構成により、光マイクロフォン３０においても、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。
【００４５】
＜第四の実施形態＞
次に、本発明の第四の実施形態について説明する。図５は、本発明の第四の実施形態に係る光マイクロフォン４０の構成図である。
【００４６】
図５に示すように、光マイクロフォン４０は、導光体４６を有している点で、上記実施形態とは異なる。また、受光面が斜めに形成された円柱状の導光体４３を有している。
【００４７】
具体的に、光マイクロフォン４０は、光源１２と振動板１１との間に配置される導光体４６を有している。導光体４６は、例えば投光ファイバーであり、入射光を略減衰させることなく伝送する。具体的に、光源１２からの光は、投光ファイバーに入射するとファイバー内を全反射を繰り返しながら端部に達し、振動板１１に向けて照射される。
【００４８】
さらに、導光体４３は、受光面である上部端面が、振動板１１に対する光源１２からの光の入射角度に応じた受光が容易な方向、即ち、振動板１１の反射光が、受光面に対して略直角となるよう傾いている。
【００４９】
このような構成により、光マイクロフォン４０は、光源１２をどのような位置に配置したとしても、好適な角度で振動板１１へと光を照射することが可能である。
【００５０】
＜第五の実施形態＞
次に、本発明の第五の実施形態について説明する。図６は、本発明の第五の実施形態に係る光マイクロフォン５０の構成図である。
【００５１】
図６に示すように、光マイクロフォン５０は、光検出器１４の裏面から光を照射する光源５２を有している点において、上記実施形態とは異なる。
【００５２】
光源５２は、光検出器５４の背面に配置され、光検出器５４に設けられる出射孔５６を通って導光体１３の略中心を直進し、振動板２１に到達するようになっている。その際、振動板２１が標準位置（音圧が０と推定される位置）にある場合には、反射光は入射角及び反射角がゼロであるため光源５２に返り検出されないか、微小なずれを設けて出射孔５６の周囲のセルで検出される。一方で、振動板２１が揺動している場合にはそれぞれ別の光路で導光体１３を通るが、振動板２１の振れ幅がプラス方向及びマイナス方向で同じ場合、略同様の反射光が得られその反射光の光路長も略同様のものとなる。よって、予め設定された同様の式に従い得られた電流を電圧に変換することができる。
【００５３】
また、ここでは、光源５２からの出射光が導光体１３の壁面に反射せずに振動板２１へと到達している例を挙げているが、上記と同じように出射光が導光体壁面に反射をする構成としても良い。
【００５４】
図７に、本実施形態における音圧と照度の相関図を示す。図７に示すように、本実施形態における照度と音圧は、正及び負の相関関係にある。例えば、マイナス側からの入力音圧が大きいほど振動板２１はプラス方向に振れ、光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。よって、振動板２１がプラス方向へ振れる場合、照度と音圧は負の相関を有している。同様に、反動で振動板２１がマイナス方向に振れるほど、光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。よって、振動板２１がマイナス方向へ振れる場合、照度と音圧は正の相関を有している。なお、振動板２１が標準位置にある場合、反射光は導光体１３内を略直進するため光路長は最も短くなり、照度は最大となる。
【００５５】
光検出器５４の電流電圧変換回路は、例えばスイッチング回路等により、このような電圧の符号（プラスマイナス）を切り替える。なお、切り替えのタイミングは、例えば所定の閾値を超える電流（振動板２１が略標準位置応である場合の照度に応じた電流）の入力があった場合等に設定することができる。なお、圧電素子等の他の機構により、振動板が動いた方向を検出して符号を切り替えてもよい。さらには、光検出器５４はマトリックス状に配置された複数の検出器とし、各マトリックスから得られた電圧を元に振動板の振動方向を予測して電圧の符号を切り替えても良い。得られた電圧ｖ（ｔ）からなる電気信号は、スピーカ１５へと印加される。
【００５６】
このような構成により、光マイクロフォン５０においても、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。
【００５７】
＜第六の実施形態＞
次に、本発明の第六の実施形態について説明する。図８は、本発明の第六の実施形態に係る光マイクロフォン６０の斜視図である。
【００５８】
図８に示すように、光マイクロフォン６０は、反射光が導光体１３の略中心を直進するよう配置された振動板６１と光源６２とを有している点で、上記実施形態とは異なる。例えば、光マイクロフォン６０は、導光体１３に対し垂直に光を照射する光源６２と、入射角及び出射角が計９０度となる振動板６１と、を有している。
【００５９】
本実施形態においても上述の第五の実施形態と同様に、振動板６１の振れ幅がプラス方向及びマイナス方向で同じ場合、反射光の光路長は略同様のものとなる。よって、予め設定された同様の式に従い得られた電流を電圧に変換することができる。また、音圧と照度の相関も上記と同様であるため、電圧の符号（プラスマイナス）を切り替えることで復調用の電気信号が得られる。
【００６０】
＜第七の実施形態＞
次に、本発明の第七の実施形態について説明する。図９は、本発明の第七の実施形態に係る光マイクロフォン７０の斜視図である。
【００６１】
図９に示すように、光マイクロフォン７０は、光導波板７７と、振動板７１とを有している点で、上記実施形態とは異なる。具体的に、光マイクロフォン７０は、光源１２からの光を透過させる光導波板７７と、当該光導波板７７に接続され、音波を受けて振動する振動板７１を備えている。
【００６２】
光源１２は、この光導波板７７に接するように、或いはその内部に設けられており、光源１２からの放射光は、光導波板７７を通って振動板７１へと至る。なお、振動板７１も光導波板７７と同様に光透過性を有し、光導波路として機能する。即ち、光導波板７７から振動板７１へと入射した光は、振動板の振動により光路を変化させながら導光体２３へと出射される。
【００６３】
光導波板７７及び振動板７１は例えば、透明金属やガラス基板、透明度の高い半導体基板などをレーザー加工や腐食するなどにより形成することができる。ここでは、入光部や出光部の断面を長方形としているが、楕円形や三角形状でもよく、また複数であってもよい。
【００６４】
このようにして、光マイクロフォン７０では、光源１２からの入射光が振動板７１中を透過することによって、その振動変位によって変調された出射光を得ることができる。なお、ここでも振動板７１におけるプラス方向への振れ及びマイナス方向への振れが大きいほど光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる。一方で、振動板７１が標準位置にある場合、反射光は導光体２３内を略直進するため光路長は最も短くなり、照度は最大となる。また、導光体の２３への入射角を図２で示す様に設定してもよい。よって、図７における音圧と照度の相関図と同様の相関関係を有していると言える。
【００６５】
このような光マイクロフォン７０によれば、光学系の位置を厳密に定めなくとも、光源１２、光導波板７７、振動板７１を、一体に形成することで一定の位置に固定されるため、ずれが生じにくく、組み立て作業が容易になる。
【００６６】
＜第八の実施形態＞
次に、本発明の第八の実施形態について説明する。図１０は、本発明の第八の実施形態に係る光マイクロフォン８０の斜視図である。
【００６７】
図１０に示すように、光マイクロフォン８０は、先端が湾曲したヘラ状の振動板８１を有している点で、上記実施形態とは異なる。
【００６８】
具体的に、光マイクロフォン８０は、光源１２からの光を受光して透過させる振動板８１を備えている。振動板８１は、先端が導光体２３側に湾曲した先端が湾曲したヘラ状の光透過性部材であり、先端に近づくほど厚みを増す構成となっている。このような振動板８１は、導光体２３とは逆側の一面で光源１２からの光を受光し、導光体２３側から出光させる。即ち、振動板８１へと入射した光は、振動板の振動により光路を変化させながら導光体２３へと出射される。
【００６９】
なお、ここでは振動板８１におけるマイナス方向への振れが大きいほど光路長が長くなり伝送損失が大きくなるため、照度は低くなる例を図示しているが、光透過性部材の屈折率や振動板８１の湾曲度合いによって、音圧と照度の相関は変化する。ここで、振動板８１は必ずしも湾曲させなければならないわけでは無く、光路の変化を増大するためのものである。
【００７０】
このようにして、光マイクロフォン８０では、光源１２からの入射光が振動板８１中を透過することによって、その振動変位によって変調された出射光を得ることができる。
【００７１】
また、図１１（ａ）に示すように、振動板８１は、その先端及びその付近の厚みが薄くなるよう形成してもよい。このような例によれば、局所的に厚みを変えることで屈折後の光の方向の差を増大させることによって、光の変調量が大きくなり、微妙な音量差を正確に検知することができる。さらに先端が薄いために、板が重くなりすぎず、また分厚くなることで振動に対し反応性が鈍くなるのを防止できる。
【００７２】
さらに、図１１（ｂ）に示すように、振動板８１は、透過性部材で形成せず、反射によって光を導光体２３側へ導くよう構成してもよい。なお、図１１（ｂ）には、振動板の先端が指数関数的に湾曲する例を記載している。このような形状の振動板によれば、反射光の方向の変化を増大させることで、光の変調量が大きくなり、微妙な音量差を正確に検知することができる。
【００７３】
以上、本発明に係る光マイクロフォンについて説明した。上記のように、本発明に係る光マイクロフォンは、照度の変化を電圧に変えることで、音声を復調することが可能である。また、従来では認識が難しかった僅かな音圧差が照度の差として確実に現れるため、より再現性の高い正確な音声復調が可能となる。
【００７４】
本発明は、上記のような実施形態には制限されない。本発明の要旨を例示することを意図し、本発明を限定するものではない。多くの代替物、修正、変形例は当業者にとって明らかである。なお、上記各実施形態や変形例における各特徴をそれぞれ組み合わせて用いることもできる。
【００７５】
例えば、上記実施形態では、光信号の反射及び透過に振動板を利用した例を挙げているが、必ずしもこれに限らず、例えば図１２に記載するような振動膜１０１を利用してもよい。具体的に、振動板１０１は、フレーム１０２に支持された円盤状の膜部材であり、これが音波によって撓み振動することで、その振動変位によって変調された反射光を得ることができる。
【００７６】
また例えば、音声変換部１６にマイクロコンピュータを内蔵し、光検出器１４から得られた電流、又は電圧をデジタル変換し、前もって設定された変換テーブルを参照する事で、変換テーブルに照らし合わせた電圧を得ることにより、より正確な音声を生成する事ができる。さらには、例えば、一定の正弦波音圧を加える事で、変換テーブルの補正を行えるようにしても良い。
【００７７】
また、無音時にゼロ調整を行うことで、光マイクロフォンの光軸のズレなどの補正をする事ができる。例えば、ゼロ調整スイッチを押下後３秒後に音圧を測定し、その音圧をゼロとして設定する。ゼロ調整時は、密閉した箱や、無音箱に入れるなどをする事も有効である。
【００７８】
なお、照度と音圧の相関関係は必ずしも上記のものに限らず、照度の変化から音圧を導き出せるものであれば、どのような相関関係にあってもよい。例えば、図１３に示すように、導光体の形状によってその相関関係が変化し、音声変換部１６はこのような相関グラフに基づいて、音声の復調量を決定することができる。
【００７９】
また、光マイクロフォンの基本構成は必ずしも上記に限定されない。例えば、音源は必ずしも内蔵されている必要はなく、外部音源を用いても良い。光源についても、必ずしもＬＥＤである必要はなく、レーザー光を利用してもよい。受光素子についても、ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサーを使用しても良い。
【００８０】
さらに、本発明に係る光マイクロフォンは様々な分野に応用が可能であるが、例えば補聴器においてこれを使用することができる。補聴器は、主に人間の音声や会話を聞くために使用される事が多いが、従来のダイナミックマイクロフォンやコンデンサーマイクロフォン等では、振動子に電気信号を生成（起電力）する負荷が掛かるために次に示す様な音が、強調されて再生され易かった。
【００８１】
１．機械の動力音（例えば電力周波数で駆動するクーラー、扇風機などのモータ音、自動車などの走行時に出る、エンジン音や路面音等は低音で重量感のある音）、２．打撃音（例えば机などを叩く音などのような甲高い音）。
【００８２】
これらは、振動子の慣性により強調されやすい傾向にある。一方で、例えば人間の会話など周波数の変化が激しく、強弱がそれほど無い音は再生され（拾い）にくい傾向にあり、そのために増幅度を上げた結果、なおさら他の雑音が強調されることとなってしまう。
【００８３】
さらに、補聴器では近距離での音が強調される。その結果、補聴器やイヤフォン部付近の擦れ音等がハウリングをおこすなど、益々聞き取りにくい状況が発生していた。この点で、光マイクロフォンは、振動子の重量を極力落とす事が可能で有ると共に、起電力をおこす負荷が無いために、音声などを忠実実に再現する事ができると共に、従来のマイクロフォンの慣性力で動き（勢いを付けることで、行き過ぎた動きが起きる）を余分に強調する極端な反応を除去する事ができる。これらにより、補聴器に光マイクロフォンを使用することで、人間の音声、会話などがスムーズに聞き取ることができる。また、音域によって、フィルターを掛けたり、レベルを調整したり、デジタル化するなど各種の従来の技術と組合せて使用できる事は言うまでもない。さらに、骨伝導などを利用しても良いもので有る。
【００８４】
またさらに、本発明の光マイクロフォンを使用することで、より安価な補聴器を実現する事ができる。また、音の方向性を確認する事で尚一層の聞き取り易さを得ることができる。このため、左右別々に光マイクロフォンを設けステレオとする事や、片側に例えば、前後方向に指向性を持たせた複数の光マイクロフォンを設けることで後方の音も拾う仕組みとしても良い。
【符号の説明】
【００８５】
１０・２０・３０・４０・５０・６０・７０・８０・９０：光マイクロフォン、１１・２１・３１・６１・７１・８１：振動板、１０１：振動膜、１２・３２・５２・６２：光源、１３・２３・３３・４３：導光体、１４・５４：光検出器、１５：スピーカ、１６：音声変換部、１９：筐体、５６：出射孔。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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