ОПТИЧЕСКИЙ ЗВУКОСНИМАТЕЛЬ ДЛЯ МУЗЫКАЛЬНОГО ИНСТРУМЕНТА

Область техники:
Полезная модель может быть использована в музыкальных инструментах по группе G10 для регистрации звуковых колебаний и преобразования их в оптический сигнал.
Уровень техники:
Известна технология для восстановления аудиосигнала через вибрацию оптического волокна (Optical fiber vibration sensing wavelet signal audio restoration technology based on backward rayleigh scattering echo phase angle change: пат. 106972886 Китай: МПК  G10L21/02; H04B10/07; H04B10/2537 / ZHANG JIE [CN], заявитель и патентообладатель PHOTON RAYLEIGH TECH (BEIJING) CO LTD [CN] ; опубл. 29.03.2017). Технология основана на явлении Релеевского рассеяния света при распространении по оптической среде, в частности по оптическому волокну. В изобретении используется импульсный лазерный источник и синхронизированный с ним по времени детектор и компьютер. Технология не может быть применена для музыкального инструмента в связи с тем, что имеет сравнительно большое время между измерениями и не позволяет регистрировать форму акустического сигнала.
Известен оптический датчик для струнных электродинамических инструментов (Light beam shaping in an optical pick up for a musical instrument : пат. 8071870 Соединенные Штаты Америки : МПК  G10H3/06 / BAILEY JAMES S [US]; BAILEY KENNETH R [US] , заявитель и патентообладатель BAILEY JAMES S [US]; BAILEY KENNETH R [US] ; опубл. 06.12.2011). Датчик регистрирует вибрацию струны, проходящей через луч света, который регистрируется оптоэлектронным преобразователем. Датчик чувствителен к внешнему оптическому излучению, т.к. среда распространения оптического излучения не изолирована от внешней среды, также изобретение предъявляет высокие требования к оптическим свойствам струны и внешней среды, т.к. от них зависит качество звукоизвлечения.
Известен оптический датчик для музыкального инструмента (Optical Instrument Pickup : пат. 2015317967 Соединенные Штаты Америки : МПК  G10H1/00; G10H3/06; G10H3/18 /  HADDAD WALEED SAMI [US] , заявитель и патентообладатель  LIGHT4SOUND [US] ; опубл. 05.11.2015). Датчик имеет по меньшей мере один источник света, направленный на струну музыкального инструмента и по меньшей мере один фотоприемник для обнаружения отраженного от струны света. Для исключения нежелательных эффектов используются фильтры, в том числе оптические фильтры. Датчик чувствителен к внешнему оптическому излучению, т.к. среда распространения оптического излучения не изолирована от внешней среды, также изобретение предъявляет высокие требования к оптическим свойствам струны и внешней среды, т.к. от них зависит качество звукоизвлечения.
Ближайшим аналогом по совокупности признаков полезной модели является волоконно-оптическая система звукоснимателя на основе принципа работы интерферометра Саньяка (Optical fiber pickup system based on Sagnac interference principle : пат. 110086537 Китай : МПК G10L25/78; H04B10/079; H04B10/25 / SUN QIANG [CN] , заявитель и патентообладатель UNIV BEIJING JIAOTONG [CN]; опубл. 23.03.2019). Система состоит из источника оптического излучения, оптического разветвителя, точки объединения оптического сигнала, приемника оптического сигнала. Оптическое излучение распространяется по одному оптическому пути в противоположных направлениях, в связи с чем требуется путь распространения оптического излучения большой длины и большие габаритные размеры системы.
Раскрытие полезной модели:
Полезная модель предназначена для регистрации звуковых колебаний и преобразования их в оптический или электрический сигнал посредством воздействия на оптическое излучение.
Полезная модель позволяет достичь следующего технического результата:
1) уменьшить габаритные размеры оптического звукоснимателя;
2) исключить влияние внешнего оптического излучения и оптических свойств внешней среды на качество звукоизвлечения.
Заявленные технические результаты достигаются наличием двух независимых путей распространения оптического излучения, оптически изолированных от внешней среды.
На Фиг. 1 представлена конструкция оптического звукоснимателя для музыкального инструмента: 1 – источник оптического излучения; 2 – элемент разделения оптического излучения; 3 – первый путь распространения оптического излучения; 4 – второй путь распространения оптического излучения; 5 – элемент объединения оптического излучения; 6 – приемник оптического излучения; 7 – выход сигнала; 8 – внешняя среда; 9 – оптический изолирующий элемент.
Два пути распространения оптического излучения (3) и (4) выполняются малой длины и позволяют выполнить звукосниматель малых габаритных размеров.
Оптический изолирующий элемент (9) служит для оптической изоляции путей распространения оптического излучения (3) и (4) от внешней среды (8), что позволяет исключить влияние внешнего оптического излучения и оптических свойств внешней среды (8) на качество звукоизвлечения.
Полезная модель может быть использована в струнных, смычковых, ударных и других музыкальных инструментах для регистрации звуковых колебаний струны или резонатора в оптический или электрический сигнал.
Осуществление полезной модели:
Оптическое излучение генерируется источником оптического излучения (1), попадает на элемент разделения оптического излучения (2), проходит по двум независимым, оптически изолированным, путям распространения оптического излучения (3) и (4), объединяется в элементе объединения оптического излучения (5), поступает на приемник оптического излучения (6), с которого поступает на выход сигнала (7). Звуковые колебания воздействуют на пути распространения оптического излучения (3) и (4) и вызывают изменение их оптических длин. За счет оптической изоляции путей (3) и (4) при объединении оптического излучения на элементе (5) возникающая интерференция приводит к изменению мощности оптического излучения на приемнике (6), которое является выходным сигналом, подаваемым на выход сигнала (7).
Полезная модель может быть осуществлена на основе технологий интегральной или волоконной оптики.