【手続補正書】
【提出日】平成20年7月28日(2008.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記検出手段は、
前記干渉縞を互いに位相が９０度ずれた状態で検出する２つの光電変換素子と、
前記２つの光電変換素子からの出力信号に基づいて、平面上に円状または円弧状のリサージュ図形を生成する図形生成手段と、
生成されたリサージュ図形上において、前記出力信号により定まる信号点が所定の基準点を通過する回数をカウントするカウンタとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４】
前記検出手段は、
前記干渉縞を互いに位相が９０度ずれた状態で検出する４つの光電変換素子と、
前記４つの光電変換素子からの出力信号のうちの互いに位相が１８０度異なる出力信号同士の差分をとって２つの差分信号を生成する演算手段と、
前記２つの差分信号に基づいて、平面上に円状または円弧状のリサージュ図形を生成する図形生成手段と、
生成されたリサージュ図形上において、前記出力信号により定まる信号点が所定の基準点を通過する回数をカウントするカウンタとを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の振動検出装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記４つの光電変換素子が単一の基板面上に形成され、
前記干渉計は、
前記基板面の上方において前記第１および第２の光路のうちの共通光路部分に沿って配列されると共に、前記共通光路部分を進行する前記反射光および前記参照光をそれぞれ４つの分岐光に分けて前記光電変換素子の方向へと導く４つのビームスプリッタを有する光分岐部と、
前記光分岐部と前記基板面との間に配置された第３の１／４波長板と、
前記第３の１／４波長板と前記基板面との間において各ビームスプリッタに対応してそれぞれ配置され、偏光軸方向が互いに４５度ずつ異なることとなるように構成された４つの第２の偏光板とを有する
ことを特徴とする請求項４に記載の振動検出装置。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の振動検出装置では、上記検出手段が、４つの光電変換素子と、演算手段と、図形生成手段と、カウンタとを有するようにするのが好ましい。ここで、上記４つの光電変換素子は、干渉縞を互いに位相が９０度ずれた状態で検出するものである。また、上記演算手段は、４つの光電変換素子からの出力信号のうちの互いに位相が１８０度異なる出力信号同士の差分をとって２つの差分信号を生成するものである。また、上記図形生成手段は、２つの差分信号に基づいて、平面上に円状または円弧状のリサージュ図形を生成するものである。また、上記カウンタは、生成されたリサージュ図形上において、上記出力信号により定まる信号点が所定の基準点を通過する回数をカウントするものである。このように構成した場合、カウンタによってリサージュ図形上での信号点の通過回数がカウントされることで、振動体の振動の変位が量子化されて検出される。また、互いに位相が９０度異なる４つの光電変換素子からの４つの出力信号のうちの互いに位相が１８０度異なる出力信号同士の差分から２つの差分信号が生成されると共にこれら２つの差分信号に基づいてリサージュ図形が生成されるため、光電変換素子からの出力信号にＤＣ（直流）オフセット成分が生じていた場合でもこのＤＣオフセット成分取り除かれ、これにより振動体の振動の変位を安定して検出することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
この場合において、上記４つの光電変換素子が単一の基板面上に形成されると共に、上記干渉計が、光分岐部と、第３の１／４波長板と、４つの第２の偏光板とを有するようにするのがより好ましい。ここで、上記光分岐部は、基板面の上方において第１および第２の光路のうちの共通光路部分に沿って配列されると共に、この共通光路部分を進行する反射光および参照光をそれぞれ４つの分岐光に分けて光電変換素子の方向へと導く４つのビームスプリッタを有するものである。また、上記第３の１／４波長板は、光分岐部と基板面との間に配置されたものである。また、上記４つの第２の偏光板は、第３の１／４波長板と基板面との間において各ビームスプリッタに対応してそれぞれ配置され、偏光軸方向が互いに４５度ずつ異なることとなるように構成されたものである。このように構成した場合、４つの光電変換素子が形成された基板面の上方において、第１および第２の光路のうちの共通光路部分を進行する反射光および参照光が、光分岐部によって４つの分岐光に分けられ、光電変換素子の方向（基板面の方向）へと導かれる。そしてこれら４つの分岐光は、第３の１／４波長板を通過してそれぞれ円偏光となったのち、偏光軸方向が互いに４５度ずつ異なるように構成された４つの第２の偏光板を通過することにより、４つの光電変換素子において、干渉縞の位相が互いに９０度ずれた状態で検出される。また、光電変換素子が形成された基板面の上方に４つの第２の偏光板、第３の１／４波長板および光分岐部がこの順に積層された積層構造であるため、干渉計の構成がコンパクトとなり、装置構成がより小型化する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
λ／４板１６１は、偏光ビームスプリッタ１３０と振動膜１５１との間の光路上に配設され、λ／４板１６２は、偏光ビームスプリッタ１３０と反射板１５２との間の光路上に配設されている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、図４を参照して、本実施の形態のマイクロホン装置１を半導体基板上に集積化した場合の構成例について説明する。ここで図４は、図１に示したマイクロホン装置１をＳｉ（シリコン）基板１００Ｂ上に集積化した場合の断面構成を表したものである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
図５は、本実施の形態に係る振動検出装置（マイクロホン装置１Ａ）の構成を表したものである。このマイクロホン装置１Ａは、図１に示した第１の実施の形態のマイクロホン装置１において、偏光板１１１，１１２の代わりに偏光ビームスプリッタ１３１，１３２をそれぞれ設けると共に、光電変換素子１７１，１７２の代わりにそれぞれ２つずつの光電変換素子（光電変換素子１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ）を設け、さらにディジタルカウント部１８１の代わりにディジタルカウント部１８２を設けるようにしたものである。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
ディジタルカウント部１８２は、第１の実施の形態で説明したディジタルカウント部１８１における機能に加え、光電変換素子１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂから得られる４つの出力信号Ｓ１〜Ｓ４のうちの互いに位相が１８０度異なる出力信号同士（Ｓ１，Ｓ２同士およびＳ３，Ｓ４同士）の差分をとって２つの差分信号ＳＡ，ＳＢ（Ｉ（ＳＡ）＝Ｉ（Ｓ１）−Ｉ（Ｓ２）、Ｉ（ＳＢ）＝Ｉ（Ｓ３）−Ｉ（Ｓ４））を生成するものである。また、このディジタルカウント部１８２は、２つの差分信号ＳＡ，ＳＢを一組の信号点とみなしてリサージュ図形を生成するようになっている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
偏光ビームスプリッタ１３０は、レーザ光源１０から発せられ偏光板１４（具体的には、後述する偏光板１４０）およびλ／４板１６０を通過したレーザ光Ｌoutを、２つの光路、すなわち振動膜１５１側の反射光路（第１の光路）と、反射板１５２側の参照光路（第２の光路）とに分離して進行させるためのものである。具体的には、この偏光ビームスプリッタ１３０では、反射光路側にレーザ光のＰ偏光成分が、参照光路側にレーザ光のＳ偏光成分がそれぞれ進行するように設定されている。ここで、偏光板１４０の偏光軸の方向は、Ｐ偏光成分の偏光方向およびＳ偏光成分の偏光方向のそれぞれに対してそれぞれ４５度ずつ異なる方向となるように偏光軸が設定され、これにより入射するレーザ光Ｌoutは、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とでほぼ５０％ずつに分離されるようになっている。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
ビームスプリッタ１２１〜１２４はそれぞれ、光電変換素子１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂ（言い換えると、Ｓｉ基板１０Ｈの基板面）の上方において、偏光ビームスプリッタ１３０の側方（図７では、右方）に配置されている。具体的には、これらビームスプリッタ１２１〜１２４は、振動膜１５１および偏光ビームスプリッタ１３０により反射されて進行する反射光の光路（反射光路、第１の光路）、ならびに反射板１５２により反射されたのちに偏光ビームスプリッタ１３０を透過して進行する参照光の光路（参照光路、第２の光路）のうち、共通の光路部分（偏光ビームスプリッタ１３０からビームスプリッタ１２１〜１２４へと至る光路部分）に沿ってこの順に設けられている。これらビームスプリッタ１２１〜１２４は、入射光の透過率がこの順に、約３／４、約２／３、約１／２、約０に設定（言い換えると、入射光の反射率がこの順に、約１／４、約１／３、約１／２、約１に設定）されており、これにより上記光路部分を進行する反射光および参照光をそれぞれ４つに等分して４つの分岐光Ｌ１〜Ｌ４を生成しつつ、それぞれ光電変換素子１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２Ａ，１７２Ｂの方向へと導くようになっている。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
λ／４板１６０は、ビームスプリッタ１２１〜１２４と偏光板１４との間において各ビームスプリッタに対応して配置されており、入射する４つの分岐光Ｌ１〜Ｌ４をそれぞれ直線偏光から円偏光へと変換するものである。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
偏光板１４は、λ／４板１６０とレンズ部１９との間に配置されており、面発光型レーザ光源１０Ｆから射出されたレーザ光Ｌoutが入射する偏光板１４０と、分岐光Ｌ１〜Ｌ４がそれぞれ入射する４つの偏光板１４１〜１４４とから構成されている。また、これら偏光板１４０〜１４４はそれぞれ、この順に水平方向に沿って配列されている。このうち、偏光板１４１〜１４４はそれぞれ、偏光軸方向が互いに４５度ずつ異なることとなるように構成されている。具体的には、偏光板１４１〜１４４の偏光軸がそれぞれ、例えば４５度、９０度、１３５度、１８０度となるように設定されている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
また、上記実施の形態では、レーザ光Ｌoutを発する光源として半導体レーザを挙げて説明したが、これ以外にも例えば、ガスレーザや固体レーザなどを用いるようにしてもよい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る振動検出装置の全体構成を表す図である。
【図２】図１に示したディジタルカウント部において作成されるリサージュ図形の一例を表す図である。
【図３】図１に示した振動検出装置を単一の基体上に配置した場合の構成例を表す平面図である。
【図４】図１に示した振動検出装置を半導体基板上に集積化した場合の構成例を表す断面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る振動検出装置の全体構成を表す図である。
【図６】図５に示した振動検出装置を単一の基体上に配置した場合の構成例を表す平面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る振動検出装置の構成を表す断面図である。
【図８】本発明の変形例に係るリサージュ図形の一例を表す図である。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
１，１Ａ，１Ｂ…マイクロホン装置、１０…レーザ光源、１０Ａ，１０Ｂ…コリメータレンズ、１０Ｃ…端面発光型レーザ光源、１０Ｄ，１０Ｅ…支持部、１０Ｆ…面発光型レーザ光源、１０Ｇ，１０Ｈ…Ｓｉ基板、１００Ａ…基体、１００Ｂ，１００Ｃ…Ｓｉ基板、１００Ｄ…収容部材、１１０，１１０Ａ，１１１，１１２，１４，１４０〜１４４…偏光板、１２０〜１２４…ビームスプリッタ、１３０，１３１…偏光ビームスプリッタ、１５１…振動膜、１５２…反射板、１５１Ａ，１５２Ａ…支持部、１６０〜１６３…λ／４板、１７１，１７１Ａ，１７１Ｂ，１７２，１７２Ａ，１７２Ｂ…光電変換素子、１８０…演算用ＩＣ、１８１，１８２…ディジタルカウント部、１９…レンズ部、１９０…コリメータレンズ、Ｓｗ…音波、ｓ０，ｓ１…Ｓ偏光成分、ｐ０，ｐ１…Ｐ偏光成分、Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓ１〜Ｓ４…光電変換素子からの出力信号、Ｓout…音声信号、Ｌout…レーザ光、Ｍ１，Ｍ２…反射ミラー、Ｃ…中心点、Ｐ０…信号点、Ｐａ〜Ｐｄ…基準点、Ｅ〜Ｈ…基準線。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】削除
【補正の内容】