專利名稱：光學(xué)式聲相關(guān)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將應(yīng)取得相關(guān)性的兩個(gè)信號(hào)變換為在透光性的聲音媒介中傳播的聲疏密波(聲壓縮波acoustic compressional wave)，并通過觀測透過它們的兩個(gè)光束的干涉光來檢測兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)性的光學(xué)式聲相關(guān)器。
背景技術(shù)：
使用電波或超聲波的通信系統(tǒng)目前已被搭載于各種傳感器中進(jìn)行應(yīng)用。針對(duì)這些傳感器的規(guī)格要求最多的當(dāng)然是物理上的小型性，例如有系統(tǒng)方面的小型性、即針對(duì)搭載了傳感器的系統(tǒng)的負(fù)載較小。在通信系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)高功能化例如為了確保通信品質(zhì)以及信息傳輸?shù)母咝Щ?，有時(shí)采用使用擴(kuò)散碼進(jìn)行調(diào)制解調(diào)之后的信號(hào)。在構(gòu)成這種通信系統(tǒng)的收發(fā)機(jī)(主要是接收機(jī))中相關(guān)器是必不可缺的構(gòu)成要素，該相關(guān)器檢測所接收到的信號(hào)(接收信號(hào)) 和基于擴(kuò)散碼在自身設(shè)備中生成的信號(hào)(參照信號(hào))之間的相關(guān)性。一般情況下，對(duì)于使用這種通信方式的接收機(jī)中的相關(guān)處理來說，在將接收到的電波或超聲波的信號(hào)由模擬/數(shù)字變換器變換至數(shù)字信號(hào)之后，由作為程序安裝在計(jì)算機(jī)上的數(shù)字濾波器或相關(guān)器來實(shí)行。由于這些處理中需要的計(jì)算量較大，且為了將信號(hào)延遲抑制為最低限度，因此需要高速的計(jì)算機(jī)。為此，同時(shí)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)以及針對(duì)上述傳感器的規(guī)格要求，成為實(shí)現(xiàn)高功能的通信設(shè)備的時(shí)的課題。針對(duì)該課題，例如在專利文獻(xiàn)1中公開了一種光學(xué)式聲相關(guān)器，其利用光和聲波， 在系統(tǒng)方面體積小型且能夠進(jìn)行高速工作。該光學(xué)式聲相關(guān)器首先將要取得相關(guān)性的兩個(gè)信號(hào)變換為與具有各自希望的頻率的載波(正弦波)對(duì)應(yīng)的振幅調(diào)制信號(hào)。也就是說，將兩個(gè)信號(hào)作為振幅調(diào)制信號(hào)向上變換至載波頻率。將這些振幅調(diào)制信號(hào)變換為彈性波(疏密波)使其分別在不同的聲音媒介中傳播從而生成兩個(gè)折射率分布型衍射光柵。通過測量由這兩個(gè)衍射光柵衍射之后的衍射光的強(qiáng)度來獲取兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)信號(hào)。圖37表示專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)。在圖37中，載波生成電路151a、151b生成具有頻率與壓電振蕩器1510a、1510b的諧振頻率一致的正弦波(載波)。由信號(hào)生成電路15h、152b生成的兩個(gè)信號(hào)分別由調(diào)制器153a、15 按照正弦波的振幅值的時(shí)間變動(dòng)與兩個(gè)信號(hào)的時(shí)間波形成比例的方式進(jìn)行變換。也就是說，兩個(gè)信號(hào)被向上變換至頻率與載波頻率相等的振幅調(diào)制信號(hào)。受到振幅調(diào)制的載波由放大器lMa、154b進(jìn)行放大之后，分別輸入至壓電振蕩器 1510a、1510b中。壓電振蕩器1510a、1510b使與輸入信號(hào)相應(yīng)的彈性波分別在聲音媒介 159a、159b中傳播。這些彈性波在聲音媒介159a、159b中誘發(fā)折射率分布。在聲音媒介 159a、159b中所生成的彈性波分別是具有與壓電振蕩器1510a、1510b的諧振頻率相等的頻率、且振幅值是隨著所輸入信號(hào)進(jìn)行時(shí)間變動(dòng)的正弦波。因此，在聲音媒介159a、159b中誘發(fā)的折射率分布具有相當(dāng)于彈性波一個(gè)波長的光柵間隔，成為以彈性波傳播速度進(jìn)行傳播的折射率分布型衍射光柵。
激光光源151向著彼此在相反方向傳播彈性波的兩個(gè)折射率分布型衍射光柵射出激光。從激光光源151射出的激光由光學(xué)系統(tǒng)155放大至充分大的光束直徑，之后入射至聲音媒介159a、159b。其結(jié)果生成具有各種衍射級(jí)數(shù)的衍射光束。衍射光束由聚光光學(xué)系統(tǒng)156進(jìn)行聚光，在空間濾波器158上形成多個(gè)光點(diǎn)。由空間濾波器158僅提取相當(dāng)于希望級(jí)數(shù)的衍射光的光點(diǎn)，其光強(qiáng)度由受光元件157作為電信號(hào)進(jìn)行輸出。此外，為了使其作為相關(guān)器進(jìn)行工作，必需在兩個(gè)折射率分布型衍射光柵中觀測與0級(jí)衍射光不相當(dāng)?shù)难苌涔獾墓恻c(diǎn)。衍射光強(qiáng)度與折射率分布型衍射光柵中的折射率分布的對(duì)比度(contrast) (OC折射率變動(dòng)幅度/平均折射率)的平方成比例。因此，從受光元件157輸出的電信號(hào)的強(qiáng)度，與在聲音媒介159a、159b中分別生成的折射率分布型衍射光柵的對(duì)比度乘積的平方成比例。在此，各個(gè)折射率分布型衍射光柵的對(duì)比度，與由信號(hào)生成電路15 ，152b生成的各信號(hào)的強(qiáng)度大致成比例。這樣，如果忽略信號(hào)處理中的時(shí)間延遲，則在某時(shí)刻從受光元件157輸出的電信號(hào)的強(qiáng)度與該時(shí)刻的兩個(gè)信號(hào)的強(qiáng)度的乘積的平方成比例。因此，通過求出電信號(hào)強(qiáng)度的平方根，可獲得兩信號(hào)的相關(guān)信號(hào)(這種情況下相當(dāng)于兩信號(hào)的“積”)。以上是專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有的光學(xué)式聲相關(guān)器的動(dòng)作。這樣，專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有的光學(xué)式聲相關(guān)器不具有模擬/數(shù)字變換單元和數(shù)字信號(hào)處理單元，在系統(tǒng)方面可實(shí)現(xiàn)小型化。此外，由于該相關(guān)器使所有的相關(guān)性處理成為無源處理，因此在高速處理中由延遲引起的影響較小這一點(diǎn)上較為出色。因此，具有專利文獻(xiàn)1公開的光學(xué)式聲相關(guān)器的超聲波傳感器等的設(shè)備，具有對(duì)搭載該設(shè)備的系統(tǒng)整體 (例如，具備超聲波傳感器的自動(dòng)裝置)帶來的負(fù)荷較小的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 JP特開昭59-201020號(hào)公報(bào)(第3圖)但是，在專利文獻(xiàn)1所公開的結(jié)構(gòu)中，為了良好地捕獲需要級(jí)數(shù)的衍射光，需要物理體積大型的光學(xué)系統(tǒng)，因此存在具備該光學(xué)式聲相關(guān)器的超聲波傳感器的物理尺寸變大的課題。例如，在使用彈性波的傳播速度為1000m/s(相當(dāng)于為了獲得足夠的衍射光強(qiáng)度所需的、高折射率且力學(xué)方面堅(jiān)硬的物質(zhì)中的大概的傳播速度)的聲音媒介，采用頻率 IOOMHz的載波的情況下，彈性波波長為ΙΟμπι。如果假設(shè)由于雜散光光點(diǎn)的寬度在半徑 2. 5mm內(nèi)充分衰減，則一級(jí)衍射光的光點(diǎn)需要與0級(jí)衍射光的光點(diǎn)偏離5mm以上而出現(xiàn)。因此，在照射了波長600nm的激光時(shí)，為了使得一個(gè)折射率分布型衍射光柵的一級(jí)衍射光的光點(diǎn)與0級(jí)衍射光的光點(diǎn)偏離5mm而出現(xiàn)所需的、從聲音媒介159b至空間濾波器158的距離，約為83. 3mm。為此，內(nèi)置了現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的光學(xué)式聲相關(guān)器的超聲波傳感器等的設(shè)備必然會(huì)大型化。此外，在現(xiàn)有的使用電波和超聲波的通信系統(tǒng)中，如上述那樣以高功能化為目的在信號(hào)調(diào)制解調(diào)方式中采用碼擴(kuò)展。這種情況下，兩信號(hào)的相關(guān)處理并不是針對(duì)各信號(hào)的瞬時(shí)值進(jìn)行，而是需要測量某恒定時(shí)間內(nèi)的兩信號(hào)的時(shí)間波形的相關(guān)性。但是，在現(xiàn)有的機(jī)構(gòu)中存在如下課題為了測量恒定時(shí)間內(nèi)的兩信號(hào)的時(shí)間波形的相關(guān)性，必需使聲音媒介159a、159b的尺寸變得非常大。
例如，為了使用具有1000m/S的彈性波傳播速度的聲音媒介進(jìn)行時(shí)間間隔 0. 07msec的信號(hào)的相關(guān)處理，在聲音媒介159a、159b內(nèi)至少需要存在伴隨著相當(dāng)于該時(shí)間間隔的信號(hào)的振幅變動(dòng)的所有彈性波。在這種情況下，聲音媒介159a、159b所需的長度為 70mm。由于光學(xué)系統(tǒng)155、聚光光學(xué)系統(tǒng)156的開口直徑需要設(shè)定為與聲音媒介159a、159b 的長度相同程度，因此內(nèi)置了現(xiàn)有的光學(xué)式聲相關(guān)器的設(shè)備出現(xiàn)大型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種不僅在系統(tǒng)方面小型還能夠進(jìn)行高速處理、且在物理方面也小型化的光學(xué)式聲相關(guān)器。本發(fā)明的光學(xué)式聲相關(guān)器具備光源；第1聲波傳播部，其具有透光性的第1聲波傳播媒介部，使與接收信號(hào)相應(yīng)的第ι疏密波在所述第1聲波傳播媒介部中傳播；第2聲波傳播部，其具有透光性的第2聲波傳播媒介部，使與預(yù)先設(shè)定的參照信號(hào)相應(yīng)的第2疏密波在所述第2聲波傳播媒介部中傳播；光學(xué)系統(tǒng)，將從所述光源射出的光分離為第1光束及第 2光束，使所述第1光束沿著與所述第1疏密波的傳播方向交叉的方向入射至所述第1聲波傳播部中，并且使所述第2光束沿著與所述第2疏密波的傳播方向交叉的方向入射至所述第2聲波傳播部中，產(chǎn)生透過所述第1聲波傳播部之后的所述第1光束以及透過所述第 2聲波傳播部之后的所述第2光束的干涉光；受光部，其接收所述干涉光，輸出與所接收的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)；和相關(guān)判定部，通過觀測從所述受光部輸出的基于所述第1光束及所述第2光束的干涉光的電信號(hào)，來判定所述接收信號(hào)及所述參照信號(hào)有無相關(guān)。本發(fā)明的另一個(gè)光學(xué)式聲相關(guān)器具備光源；聲波傳播部，其具有透光性的聲波傳播媒介部，使與接收信號(hào)相應(yīng)的第1疏密波、以及與預(yù)先設(shè)定參照信號(hào)相應(yīng)的第2疏密波在所述聲波傳播媒介部中沿著彼此相對(duì)的方向傳播；光學(xué)系統(tǒng)，將從所述光源射出的光分離為第1光束及第2光束，使所述第1光束沿著與所述第1疏密波及所述第2疏密波相交叉的方向入射至所述聲波傳播部中，且并不使所述第2光束入射至所述聲波傳播部中，產(chǎn)生透過所述聲波傳播部之后的所述第1光束及所述第2光束的干涉光；受光部，其接收所述干涉光，輸出與所接收的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)；和相關(guān)判定部，通過觀測從所述受光部輸出的基于所述干涉光的電信號(hào)，來判定所述接收信號(hào)及所述參照信號(hào)有無相關(guān)。本發(fā)明的又一個(gè)光學(xué)式聲相關(guān)器具備光源；第1聲波傳播部，其具有透光性的第 1聲波傳播媒介部，使與接收信號(hào)相應(yīng)的第1疏密波在所述第1聲波傳播媒介部中傳播；第 2聲波傳播部，其具有透光性的第2聲波傳播媒介部，使與預(yù)先設(shè)定的參照信號(hào)相應(yīng)的第2 疏密波在所述第2聲波傳播媒介部中傳播；光學(xué)系統(tǒng)，將從所述光源射出的光分離為第1光束及第2光束，使所述第1光束沿著與各疏密波的傳播方向交叉的方向入射至所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部中，且不使所述第2光束入射至所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部中，產(chǎn)生透過所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部之后的所述第 1光束及所述第2光束的干涉光；受光部，其接收所述干涉光，輸出與所接收的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)；和相關(guān)判定部，通過觀測從所述受光部輸出的基于所述干涉光的電信號(hào)，來判定所述接收信號(hào)與所述參照信號(hào)有無相關(guān)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述相關(guān)判定部在所述干涉光的強(qiáng)度為規(guī)定閾值以上的情況下判定為所述接收信號(hào)與所述參照信號(hào)處于相關(guān)。
在某個(gè)實(shí)施方式中，在將以所述第1疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第1疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)、以及以所述第2疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第2疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)都設(shè)為X，將時(shí)間設(shè)為t時(shí)，按照在所述第1疏密波的折射率分布 F(x、t)和所述第2疏密波的折射率分布R(x、t)之間，在F(x，t0) =R(χ, t0)的關(guān)系成立的時(shí)刻t = to所述干涉光的強(qiáng)度為最大的方式來構(gòu)成所述光學(xué)系統(tǒng)。在某個(gè)實(shí)施方式中，在將以所述第1疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第1疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)設(shè)為X，將時(shí)間設(shè)為t時(shí)，按照在所述第1疏密波的折射率分布 F(χα)和所述第2疏密波的折射率分布R(x、t)之間，在F(x，t0) =-R(χ, to)的關(guān)系成立的時(shí)刻t = to所述干涉光的強(qiáng)度為最大的方式來構(gòu)成所述光學(xué)系統(tǒng)。在某個(gè)實(shí)施方式中，在將以所述第1疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第1疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)、以及以所述第2疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第2疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)都設(shè)為X，將時(shí)間設(shè)為t時(shí)，按照在所述第1疏密波的折射率分布 F(x>t)和所述第2疏密波的折射率分布R(x、t)之間，在F(x，t0) =-R(χ, t0)的關(guān)系成立的時(shí)刻t = to所述干涉光的強(qiáng)度為最大的方式來構(gòu)成所述光學(xué)系統(tǒng)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述光學(xué)系統(tǒng)具備光束分離器，其將從所述光源射出的光分離為所述第1光束和所述第2光束；和反射鏡，用于使被所述光束分離器分離出的所述第1 光束及所述第2光束的至少一個(gè)光束反射。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述光源射出單色光，所述相關(guān)判定部通過使所述反射鏡振動(dòng)來改變所述第1光束及第2光束的至少一個(gè)光束到達(dá)所述受光部的光程，以判定所述電信號(hào)是否超過了預(yù)先設(shè)定的閾値，由此來判定所述第1信號(hào)和所述第2信號(hào)有無相關(guān)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述相關(guān)判定部使所述反射鏡以所述單色光的1/2波長以上的振幅進(jìn)行振動(dòng)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述光源射出彼此偏振面正交且彼此具有不同頻率的兩個(gè)光束，所述光學(xué)系統(tǒng)具有偏振光束分離器，其基于所述兩個(gè)光束的偏振面，將所述兩個(gè)光束分離為所述第1光束及所述第2光束；和偏振片，其使所述第1光束的偏振面以及所述第2 光束的偏振面相一致。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1光束及所述第2光束分別透過所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部從而波面形狀發(fā)生變化，所述相關(guān)判定部基于因所述第1光束的波面形狀和所述第2光束的波面形狀之間的差異引起的所述電信號(hào)，來判定所述第1信號(hào)與所述第2信號(hào)之間有無相關(guān)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1光束透過所述聲波傳播部從而波面形狀發(fā)生變化， 所述相關(guān)判定部基于因所述第1光束的波面形狀與所述第2光束的波面形狀之間的差異引起的所述電信號(hào)，來判定所述第1信號(hào)與所述第2信號(hào)之間有無相關(guān)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1光束透過所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部從而波面形狀發(fā)生變化，所述相關(guān)判定部基于因所述第1光束的波面形狀和所述第2光束的波面形狀之間的差異引起的所述電信號(hào)，來判定所述第1信號(hào)與所述第2信號(hào)之間有無相關(guān)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述光學(xué)系統(tǒng)具有邁克爾遜·摩爾型干涉儀的結(jié)構(gòu)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述光學(xué)系統(tǒng)具有馬赫-曾德型干涉儀的結(jié)構(gòu)。
在某個(gè)實(shí)施方式中，所述光學(xué)系統(tǒng)具有斐索型干涉儀的結(jié)構(gòu)。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1疏密波及所述第2疏密波的傳播方向彼此平行。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1疏密波及所述第2疏密波的傳播方向彼此平行且同向。在某個(gè)實(shí)施方式中，所述第1光束及所述第2光束在直到進(jìn)行干涉為止的期間不通過大氣中。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)式聲相關(guān)器，無論在系統(tǒng)方面還是在物理方面都能夠?qū)崿F(xiàn)小型的接收機(jī)。


圖IA是表示利用相關(guān)器的接收系統(tǒng)的例子的圖。圖IB是示意表示本發(fā)明所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器的一例的圖。圖2是表示實(shí)施方式1中的光學(xué)式聲相關(guān)器的示意裝置結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是用于說明光束的波面紊亂作為干涉條紋出現(xiàn)的示意圖。圖4是表示實(shí)施方式1中的光學(xué)式聲相關(guān)器的聲波傳播部的示意結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖5是表示通過應(yīng)用擴(kuò)展碼將輸入數(shù)據(jù)(二值信號(hào))變換為碼擴(kuò)展之后的發(fā)送信號(hào)的情況的示意圖。圖6(a)是表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“ 1”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“1”的情況的示意圖，(b)是表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“0”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“0”的情況的示意圖，(c)是表示4位的接收信號(hào)31作為解調(diào)信號(hào)從受光元件214輸出的情況的時(shí)間波形圖。圖7是表示使反射鏡平行于光束行進(jìn)方向進(jìn)行振動(dòng)的方法的示意裝置構(gòu)成圖。圖8是表示在聲波傳播部3a、3b的端部設(shè)置的疏密波生成部91的詳細(xì)構(gòu)造的剖視圖。圖9A是表示實(shí)施方式1中的光學(xué)式聲相關(guān)器的聲波傳播部3a、3b的可能的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖9B是表示實(shí)施方式1中的光學(xué)式聲相關(guān)器的聲波傳播部3a、3b的進(jìn)一步可能的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖10是表示實(shí)施方式1中的光學(xué)式聲相關(guān)器的可能的其他結(jié)構(gòu)例的裝置示意結(jié)構(gòu)圖。圖11是表示用于進(jìn)行光外差檢波的實(shí)施方式2中的光學(xué)式聲相關(guān)器的裝置示意結(jié)構(gòu)圖。圖12是表示實(shí)施方式3的光學(xué)式聲相關(guān)器的示意裝置結(jié)構(gòu)的立體圖。圖13(a)是表示實(shí)施方式3中的光學(xué)式聲相關(guān)器的可能的其他結(jié)構(gòu)例的裝置示意結(jié)構(gòu)圖，(b)是表示實(shí)施方式3中的光學(xué)式聲相關(guān)器的可能的再其他的結(jié)構(gòu)例的裝置示意結(jié)構(gòu)圖。圖14是表示實(shí)施方式1、2、3中的光學(xué)式聲相關(guān)器的聲波傳播部3a、3b的可能的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖15是表示實(shí)施方式1、2、3中的光學(xué)式聲相關(guān)器的聲波傳播部3a、3b的再一可能的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖16是表示實(shí)施方式4中的光學(xué)式聲相關(guān)器的裝置結(jié)構(gòu)的立體圖。圖17是用于說明實(shí)施方式4中的光束的波面的紊亂作為干涉條紋出現(xiàn)的圖。圖18是表示實(shí)施方式4中的聲波傳播部的示意結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖19是表示在接收機(jī)中從擴(kuò)展碼再現(xiàn)參照信號(hào)的情況的圖。圖20(a)是表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“1”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“1”的情況的示意圖，(b)是表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“0”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“0”的情況的示意圖，(c)表示四位的接收信號(hào)31作為解調(diào)信號(hào)從受光元件214輸出的情況的時(shí)間波形圖。圖21是表示在聲波傳播部的端部設(shè)置的疏密波生成部的詳細(xì)構(gòu)造的立體圖。圖22是表示實(shí)施方式4中的光學(xué)式聲相關(guān)器的其他結(jié)構(gòu)例的圖。圖23是表示實(shí)施方式4中的光學(xué)式聲相關(guān)器的又一結(jié)構(gòu)例的圖。圖M是表示實(shí)施方式5中的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖25是表示實(shí)施方式6中的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖沈是表示實(shí)施方式7中的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖27(a)是表示實(shí)施方式7中的光學(xué)式聲相關(guān)器的變形例的圖，(b)是表示實(shí)施方式7中的光學(xué)式聲相關(guān)器的其他變形例的圖。圖觀是表示實(shí)施方式8中的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖四是表示實(shí)施方式8中的聲波傳播部的結(jié)構(gòu)圖。圖30A是表示實(shí)施方式8中的聲波傳播部的可能的結(jié)構(gòu)例的圖。圖30B是表示實(shí)施方式8中的聲波傳播部的可能的其他結(jié)構(gòu)例的圖。圖31是表示實(shí)施方式8中的光學(xué)式聲相關(guān)器的變形例的圖。圖32是表示實(shí)施方式8中的光學(xué)式聲相關(guān)器的其他變形例的圖。圖33是表示實(shí)施方式9中的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖34是表示實(shí)施方式10中的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖35是表示實(shí)施方式11中的光學(xué)式聲相關(guān)器的結(jié)構(gòu)例的圖。圖36(a)是表示實(shí)施方式11中的光學(xué)式聲相關(guān)器的變形例的圖，(b)是表示實(shí)施方式11中的光學(xué)式聲相關(guān)器的其他變形例的圖。圖37是表示專利文獻(xiàn)1記載的現(xiàn)有的光學(xué)式聲相關(guān)器的裝置結(jié)構(gòu)的示意結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的光學(xué)式聲相關(guān)器例如可用作便攜電話、超聲波自動(dòng)裝置等的無線/超聲波通信設(shè)備中的接收系統(tǒng)的一部分。在說明本發(fā)明的光學(xué)式聲相關(guān)器的實(shí)施方式之前，首先說明搭載光學(xué)式聲相關(guān)器的接收系統(tǒng)的概要。圖IA是表示使用了本發(fā)明中的光學(xué)式聲相關(guān)器1(以下，有時(shí)稱為“相關(guān)器”)的接收系統(tǒng)300的結(jié)構(gòu)例的圖。圖IA所示的接收系統(tǒng)300具備天線308、下變換器301、 自動(dòng)增益控制器302、相關(guān)器1、數(shù)據(jù)再現(xiàn)部303、同步控制部304、同步電路305、及逆擴(kuò)展 (de-spreading 解擴(kuò))用碼串生成部306。不過，最佳的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會(huì)因通信方式(OFDM或
10SS擴(kuò)展等)而變化。例如，在直接擴(kuò)展方式的擴(kuò)頻方式中，發(fā)送設(shè)備及接收設(shè)備保持著被稱為擴(kuò)展碼的共同的碼串。發(fā)送設(shè)備通過使用了擴(kuò)展碼的運(yùn)算，將發(fā)送數(shù)據(jù)變換為在寬頻帶中擴(kuò)展的擴(kuò)展信號(hào)之后進(jìn)行發(fā)送。當(dāng)接收設(shè)備從發(fā)送設(shè)備接收到擴(kuò)展信號(hào)時(shí)，基于自身保持的擴(kuò)展碼生成逆擴(kuò)展碼，通過使用了逆擴(kuò)展碼的運(yùn)算來對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。圖IA所示的天線308接收從發(fā)送機(jī)發(fā)送的擴(kuò)展信號(hào)，送出至下變換器301。在該例中，在接收到的信號(hào)(RF信號(hào))的最前面，存在同步檢測用的碼串(前同步碼)。對(duì)于前同步碼而言，例如“1”由5個(gè)碼片排列的碼串表示。其中，將被擴(kuò)展之后的數(shù)據(jù)的比特稱為 “碼片”，前同步碼及被擴(kuò)展之后的數(shù)據(jù)串統(tǒng)稱為“幀”。下變換器301從由天線308接收到的信號(hào)中除去載波以再現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)(矩形波)。 這是與無線通信設(shè)備中的“前置電路”同樣的動(dòng)作。由下變換器301再現(xiàn)的數(shù)據(jù)信號(hào)被輸入至自動(dòng)增益控制器302中。自動(dòng)增益控制器302按照由下變換器301再現(xiàn)的數(shù)據(jù)信號(hào)的振幅始終相等的方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行可變放大，并輸出至相關(guān)器1中。自動(dòng)增益控制器302是為了使從相關(guān)器1所輸出的相關(guān)信號(hào)的輸出穩(wěn)定所需要的電路。相關(guān)器1生成表示從自動(dòng)增益控制器302提供的信號(hào)(接收信號(hào))和從后述的逆擴(kuò)展用碼串生成部306提供的信號(hào)(參照信號(hào))之間的相關(guān)性的相關(guān)信號(hào)，并輸出至數(shù)據(jù)再現(xiàn)部303及同步控制部304。根據(jù)該相關(guān)信號(hào)判定接收信號(hào)與參照信號(hào)是否匹配。數(shù)據(jù)再現(xiàn)部303使脈沖狀的相關(guān)信號(hào)恢復(fù)成通常的數(shù)據(jù)信號(hào)(矩形波)，作為再現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出至外部。同步控制部304基于從相關(guān)器輸出的相關(guān)信號(hào)，控制同步電路305及逆擴(kuò)展用碼串生成部306的動(dòng)作。同步電路305基于來自同步控制部304的指示，調(diào)整送出至逆擴(kuò)展用碼串生成部306的觸發(fā)信號(hào)的定時(shí)，以實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)與參照信號(hào)之間的同步。逆擴(kuò)展用碼串生成部306基于來自同步控制部304的指示，生成擴(kuò)展碼串，將其作為參照信號(hào)發(fā)送至相關(guān)器1。以下，說明接收信號(hào)與參照信號(hào)之間的同步取得方法的例子。其中，同步的取得方法依賴于通信方式。首先，如果同步控制部304確認(rèn)在自動(dòng)增益控制器301中存在超過規(guī)定值的輸入、也就是在通信成立時(shí)由天線308輸入了足夠強(qiáng)度的信號(hào)，則逆擴(kuò)展用碼串生成部306生成所有的碼片為"1"的逆擴(kuò)展用碼串。接下來，同步控制部304對(duì)同步電路 305的觸發(fā)信號(hào)的定時(shí)進(jìn)行微調(diào)整，直至相關(guān)信號(hào)的振幅值超過規(guī)定閾值。由此，以碼片為單位的同步成立。同步控制部304從由數(shù)據(jù)再現(xiàn)部303提供的再現(xiàn)數(shù)據(jù)之中識(shí)別前同步碼串，調(diào)整從同步電路305輸出的觸發(fā)信號(hào)的定時(shí)。由此，以幀(前同步碼及被擴(kuò)展之后的數(shù)據(jù)串)為單位的同步成立。最后，逆擴(kuò)展用碼串生成部306通過生成本來的逆擴(kuò)展碼，來輸出正確的再現(xiàn)數(shù)據(jù)。接收系統(tǒng)300能夠從通過以上的處理接收到的信號(hào)之中再現(xiàn)數(shù)據(jù)。本發(fā)明所涉及的相關(guān)器1將接收信號(hào)及參照信號(hào)各自變換為在聲音媒介中傳播的聲疏密波，通過觀測通過它們的光束的干涉光來求出兩信號(hào)的相關(guān)性。以下，說明本發(fā)明所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器1的概要。圖IB是表示本發(fā)明所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器1的示意結(jié)構(gòu)的一例的圖。在圖IB 所示的例子中，光學(xué)式聲相關(guān)器1具備光源40、分別傳播與預(yù)先規(guī)定的參照信號(hào)32以及從外部接收到的接收信號(hào)31相應(yīng)的疏密波的兩個(gè)聲波傳播部3a、3b、光學(xué)系統(tǒng)200、受光部(受光元件)10、判定參照信號(hào)32及接收信號(hào)31之間的相關(guān)性的相關(guān)判定部39。聲波傳播部3a、!3b具有由透光性的聲音媒介構(gòu)成的聲波傳播媒介部。在聲波傳播部3a、3b中分別輸入?yún)⒄招盘?hào)32及接收信號(hào)31，在各自的聲波傳播媒介部中生成與各信號(hào)相應(yīng)的疏密波。例如，在聲波傳播部3a、3b中，在其端部設(shè)置壓電振蕩器等的疏密波生成部，從而在聲波傳播媒介部中生成與輸入的信號(hào)相應(yīng)的平面波。由此，在聲波傳播部3a、3b 中產(chǎn)生與各信號(hào)相應(yīng)的折射率分布。在與這些的疏密波的傳播方向交叉的方向上入射光束，若透過聲波傳播部3a、3b，則會(huì)反映出它們的折射率分布從而波面形狀發(fā)生變化。光學(xué)系統(tǒng)200具有光束分離器8和兩個(gè)反射鏡11a、lib。光束分離器8將從光源 40射出的光分離成第1光束IOOa和第2光束100b，使第1光束IOOa入射至第1聲波傳播部3a，使第2光束IOOb入射至第2聲波傳播部北。反射鏡Ila配置在聲波傳播部3a的背部，對(duì)透過聲波傳播部3a之后的光進(jìn)行反射。同樣，反射鏡lib配置在聲波傳播部北的背部，對(duì)透過聲波傳播部北之后的光進(jìn)行反射。由反射鏡IlaUlb反射之后的兩個(gè)光束再次到達(dá)光束分離器8，在此再次被分離成透過光和反射光。兩次透過聲波傳播部3a的第1光束IOOa之中、被光束分離器8反射的光束入射至受光部10中。同樣，兩次透過聲波傳播部 3b的第2光束IOOb之中、透過光束分離器8的光束也入射至受光部10中。其中，光學(xué)系統(tǒng) 200此外還包括聚光透鏡和放大透鏡等，但在圖IB中省略了這些。通過以上的結(jié)構(gòu)，在透過聲波傳播部3a之后的第1光束IOOa和透過聲波傳播部北之后的第2光束IOOb之間，產(chǎn)生因在各聲波傳播部生成的疏密波所引起的波面形狀的差異。受光部10接收波面形狀不同的這兩個(gè)光束的干涉光，輸出與該干涉光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)14。相關(guān)判定部39觀測從受光部10輸出的電信號(hào)14，由此能夠判定接收信號(hào)31與參照信號(hào)32是否相關(guān)。在相關(guān)性的判定中，可以應(yīng)用各種方法。對(duì)于具體的判定方法將在后面敘述。不過，光學(xué)系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)并不限于圖IB所示的例子，也可以是后述那樣的多種結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中的光學(xué)系統(tǒng)200只要以如下方式構(gòu)成即可，S卩將從光源40射出的光分離為兩個(gè)光束，使各光束的至少一個(gè)光束入射至任意的聲波傳播部中，并使這些光束的干涉光輸入至受光部10中。此外，在上述的例子中，盡管光學(xué)式聲相關(guān)器1具備兩個(gè)聲波傳播部3a、3b，但聲波傳播部也可以是一個(gè)。例如，也可以像后述的實(shí)施方式4所示那樣，在一個(gè)聲波傳播部中從兩側(cè)向相對(duì)的方向上傳播與參照信號(hào)及接收信號(hào)相應(yīng)的兩個(gè)疏密波。以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的說明中，對(duì)于同樣的構(gòu)成要素賦予相同的參照符號(hào)。實(shí)施方式1首先，說明本發(fā)明的第1實(shí)施方式。圖2表示本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器的立體圖。如圖2所示，本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1具備波面干涉儀2、分別輸入接收信號(hào)31及相關(guān)信號(hào)32的聲波傳播部3a、3b、和用于根據(jù)波面干涉儀2的輸出信號(hào)觀測上述兩信號(hào)的相關(guān)性的對(duì)比度觀測部39。在以下的說明中，采用圖2所示的xy坐標(biāo)系。首先，參照?qǐng)D2說明波面干涉儀2的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。波面干涉儀2具備單色光光源 4、放大光學(xué)系統(tǒng)6、光圈7、光束分離器8、兩個(gè)反射鏡lla、llb、聚光光學(xué)系統(tǒng)9、及受光元件 10。本實(shí)施方式中的波面干涉儀具有被分類為邁克爾遜·摩爾干涉儀的結(jié)構(gòu)。在波面干涉儀2之中的光束分離器8與兩個(gè)反射鏡IlaUlb之間，分別配置聲波傳播部3a、3b。在本實(shí)施方式中，波面干涉儀2中的放大光學(xué)系統(tǒng)6、光圈7、光束分離器8、兩個(gè)反射鏡lla、llb、 聚光光學(xué)系統(tǒng)9具有本發(fā)明中的光學(xué)系統(tǒng)的功能。如圖2所示，單色光光源4生成以激光為代表的干涉性高的單色光5，并將單色光 5發(fā)射至放大光學(xué)系統(tǒng)6中。放大光學(xué)系統(tǒng)6對(duì)通過放大光學(xué)系統(tǒng)6的單色光5的平面波面的截面面積進(jìn)行放大。通過放大光學(xué)系統(tǒng)6的單色光5，傳播至具有矩形開口的光圈7。 光圈7將通過光圈7的光束以具有希望的光束截面形狀的方式整形為光束形狀。在此，所謂希望的光束截面形狀，是與光圈7的矩形開口的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。其中，通過將光圈7 的矩形開口的大小設(shè)定得充分大于單色光5的波長，能夠忽略由光束截面形狀的整形引起的單色光5的波面紊亂。通過光圈7之后的單色光5傳播至光束分離器8。光束分離器8將通過光圈7之后的單色光5的路徑分解成兩個(gè)路徑，分別是被反射至y軸的正方向的A路徑12、以及在χ軸的正方向上透過光束分離器8的B路徑13。在A路徑12中傳播的光束入射至聲波傳播部北。聲波傳播部北由相對(duì)于單色光5充分透明且散射少的介質(zhì)構(gòu)成，其具有柱狀的形狀。在聲波傳播部北中輸入接收信號(hào) 31，在χ軸的負(fù)方向上傳播與接收信號(hào)31相應(yīng)的疏密波在。A路徑12中行進(jìn)的光束通過聲波傳播部北，被反射鏡lib反射，再次通過聲波傳播部北之后再次到達(dá)光束分離器8。然后，在光束分離器8中，被分解成向著單色光光源4反射的路徑(反射光)和向著聚光光學(xué)系統(tǒng)9透過的路徑(透過光)。在單色光光源4是激光光源的情況下，由于前者的光(反射光)與光源內(nèi)的單色光進(jìn)行干涉，因此如果不進(jìn)行任何處理，則有時(shí)單色光光源4的工作變得不穩(wěn)定。在這種情況下，將進(jìn)行了返回光處理(例如，插入光隔離器)的激光光源作為單色光光源4可解決該問題。另一方面，在單色光光源4是由濾波器等對(duì)LED (發(fā)光二極管)、SLD (超輻射激光二極管)這種的寬頻帶光源進(jìn)行窄帶化之后的光源的情況下，不會(huì)出現(xiàn)因這種返回光引起的不穩(wěn)定工作。此外，后者的(透過光)由聚光光學(xué)系統(tǒng)9導(dǎo)入受光元件10中，其積分強(qiáng)度作為電信號(hào)14進(jìn)行輸出。經(jīng)由A路徑12，在受光元件10被捕捉的光束的波面，在通過聲波傳播部北之后， 會(huì)產(chǎn)生與接收信號(hào)31相應(yīng)的波面形狀的紊亂。如后面詳述那樣，接收信號(hào)31對(duì)聲波傳播部北的輸入形式是疏密行進(jìn)波。也就是說，在接收信號(hào)31是電信號(hào)的情況下，通過壓電振動(dòng)體等的電機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換單元，可形成在聲波傳播部北中在χ軸負(fù)方向上傳播的疏密行進(jìn)波。因此，在某個(gè)瞬間在聲波傳播部北的構(gòu)成介質(zhì)中形成密度分布。密度分布作為折射率分布反映在通過光束中。通過高折射率區(qū)域的光線，比通過低折射率區(qū)域的光束延遲。 因此，在通過聲波傳播部北之前大致為平面的波面，在通過之后由于反映了接收信號(hào)31的折射率分布的影響而變得紊亂。接下來，說明在B路徑13中行進(jìn)的光束。在B路徑13中行進(jìn)的光束入射至聲波傳播部3a中。聲波傳播部3a由與聲波傳播部北相同的材料構(gòu)成。在聲波傳播部3a中輸入?yún)⒄招盘?hào)32，在y軸的正方向上傳播與參照信號(hào)32相應(yīng)的疏密波。在B路徑13中行進(jìn)的光束，通過聲波傳播部3a，被反射鏡Ila反射，再次通過聲波傳播部3a之后，再次到達(dá)光束分離器8中。在此，如后面所述，反射鏡Ila構(gòu)成為通過對(duì)比度觀測部39的控制，若將單色光5的波長設(shè)為λ，則其在χ方向以大致振幅λ /4進(jìn)行振動(dòng)。再次到達(dá)光束分離器8的光束被分解成透過光束分離器8向著單色光光源4的光束、和被反射之后向著聚光光學(xué)系統(tǒng)9的光束。在經(jīng)由B路徑13被受光元件10捕捉的光束的波面中，出現(xiàn)與輸入至聲波傳播部3a中的參照信號(hào)32相應(yīng)的波面形狀的紊亂。經(jīng)由A路徑的光束和經(jīng)由B路徑的光束由聚光光學(xué)系統(tǒng)9導(dǎo)入至受光元件10中， 其積分強(qiáng)度作為電信號(hào)14被輸出。在上述結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)成要素被配置成在尚未輸入接收信號(hào)31及參照信號(hào)32的狀態(tài)下，經(jīng)由A路徑12朝向受光元件10的光束、和經(jīng)由B路徑13朝向受光元件10的光束， 充分地進(jìn)行干涉。還要確保各構(gòu)成要素的面精度以及進(jìn)行充分的光軸調(diào)整，使得在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面的近前，干涉光束的光束截面處的光強(qiáng)度分布足夠均勻(也就是零條紋狀態(tài))。圖3是用于說明通過聲波傳播部3a之后的光束3 及通過聲波傳播部北之后的光束34b的波面的紊亂作為干涉條紋400出現(xiàn)的情況的示意圖。圖3(a)表示在分別通過聲波傳播部3a、!3b之后的光束34a、34b的波面存在紊亂時(shí)的例子，圖3 (b)表示在這些光束的波面沒有紊亂時(shí)的例子。其中，圖3所示的光束34a、34b的波面，是聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面附近處的波面，其坐標(biāo)軸基于圖2所示的內(nèi)容。在此，將表示某時(shí)刻t0處的光束34a,34b的波面的函數(shù)，分別表示成R(x、t0)、F(x，t0)。如圖3所示，在兩聲音信號(hào)(輸入信號(hào)31及參照信號(hào)32)輸入時(shí)，在兩聲音信號(hào)中存在差異的情況下，在通過聲波傳播部3a、!3b的各光束34a、34b的波面形狀中出現(xiàn)差異。 其差異在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面近前位置處的光束截面表現(xiàn)為干涉條紋400。具體而言，如圖3(b)所示，在波面形狀中沒有差異的情況下，即便兩光束的波面形狀與平面相比出現(xiàn)位移，在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面上也會(huì)出現(xiàn)零條紋。這是因?yàn)橥ㄟ^聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面上的同一點(diǎn)的兩光束的光線始終是同相。相反，如圖3(a)所示，在兩波面形狀中存在差異的情況下，由于通過同一開口面上的同一點(diǎn)的兩光束的光線之間喪失了相位的均勻性，因此在該開口面上可觀測到多個(gè)干涉條紋。由于受光元件9捕獲干涉光(波面有紊亂的光)的積分強(qiáng)度，因此在完全沒有干涉條紋的情況下，從受光元件10輸出具有最高的對(duì)比度(=信號(hào)振幅值/信號(hào)的時(shí)間平均値)的電信號(hào)14。另一方面，由于兩光束的波面形狀的差異越是顯著，則越產(chǎn)生復(fù)雜的干涉條紋，因此電信號(hào)14的對(duì)比度下降?；谝陨显颍ㄟ^觀測從受光元件10輸出的電信號(hào)14的對(duì)比度，能夠判斷通過聲波傳播部3a、!3b之后的光束的波面形狀的差異。進(jìn)而，經(jīng)由該波面形狀的差異，能夠判斷接收信號(hào)31的波形與參照信號(hào)32的波形之間的不同。本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器1，為了觀測電信號(hào)14的對(duì)比度而具有一機(jī)構(gòu)(對(duì)比度觀測部39)，若將單色光5的波長設(shè)為λ，該對(duì)比度觀測部39使反射鏡Ila在χ方向上大致以振幅λ/4進(jìn)行振動(dòng)。由此，從受光元件10輸出的電信號(hào)14如后述那樣，在接收信號(hào)31與相關(guān)信號(hào)32存在相關(guān)性的情況下會(huì)大幅變動(dòng)，而在不相關(guān)的情況下幾乎不變。因此，通過觀測電信號(hào)14的對(duì)比度的變動(dòng)是否超過規(guī)定閾值，就能夠判定接收信號(hào)31與相關(guān)信號(hào)32是否相關(guān)。其中，代替使反射鏡Ila在χ方向上振動(dòng)，使反射鏡lib在y方向上振動(dòng)也可以獲得同樣的效果。使反射鏡Ila(或反射鏡lib)振動(dòng)的機(jī)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容將在后面敘述。以上是本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1的波面干涉儀2的基本動(dòng)作。其中，對(duì)于從受光元件10輸出的電信號(hào)14的對(duì)比度的具體測量方法以及需要的裝置結(jié)構(gòu)的詳細(xì)內(nèi)容在后面敘述。接下來，再次參照?qǐng)D2，說明用于高精度進(jìn)行基于干涉條紋的波面形狀的比較的、 各構(gòu)成要素的光學(xué)調(diào)整法。為了高精度地進(jìn)行基于干涉條紋的波面形狀的比較，優(yōu)選在光束分離器8的四個(gè)入射/出射面以及聲波傳播部3a、3b的各兩處的入射/出射面施加防止反射膜。這是為了防止在各光學(xué)面生成的多重反射光線與上述干涉條紋重疊進(jìn)行干涉。此夕卜，為了降低多重反射光線的強(qiáng)度，優(yōu)選各個(gè)光學(xué)面相對(duì)于通過其面的光束的波面不平行， 而是具有希望的角度。這樣一來，通過降低多重反射光線的強(qiáng)度，并且減少想要觀測的光束與多重反射光線之間的干涉性，能夠生成良好的干涉條紋。其結(jié)果能夠進(jìn)行高精度的波面形狀的比較測量。接下來，說明本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1的聲波傳播部3a、3b的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。圖4示出了本實(shí)施方式中的聲波傳播部3a的頂視圖。由于聲波傳播部3a與聲波傳播部北具有相同的裝置結(jié)構(gòu)，因此以下僅說明聲波傳播部3a。圖4相當(dāng)于圖2所示的聲波傳播部3a的放大圖。為了容易理解，使兩圖的方位
關(guān)系一致。如圖4所示，聲波傳播部3a具備聲音媒介33、在其端面設(shè)置的疏密波生成部91、 在聲音媒介33的與設(shè)置了疏密波生成部91的端面相對(duì)置的面配置的吸音器件92。具有平面狀的波面36的光束34通過聲音媒介33，由此波面形狀會(huì)像波面37那樣發(fā)生變化。聲音媒介33例如被裝入具有矩形截面的柱狀容器中。在此，假設(shè)參照信號(hào)32是具有時(shí)間波形r(t)的電信號(hào)。另一方面，假設(shè)接收信號(hào) 31是具有時(shí)間波形f(t)的電信號(hào)。參照信號(hào)32經(jīng)由疏密波生成部91被輸入至聲音媒介 33。如參照?qǐng)D2所說明的那樣，參照信號(hào)32作為在聲音媒介33的長邊方向即y軸正方向上傳播的疏密波被輸入至聲音媒介33。按照該疏密波大致成為平面波的方式，設(shè)計(jì)聲音媒介33的截面形狀及疏密波生成部91的構(gòu)造。聲音媒介33作為相對(duì)于單色光5為充分均勻的光學(xué)媒介發(fā)揮功能。所謂充分均勻的光學(xué)媒介是指由于透過引起的強(qiáng)度衰減和散射較少的光學(xué)媒介。例如，可以應(yīng)用光學(xué)玻璃等的光學(xué)媒介，還可以應(yīng)用氣體或液體等的非固體的媒介。由疏密波生成部91所生成的疏密波在聲音媒介33中傳播之后不被吸音器件92 反射地吸收。其結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生作為相關(guān)運(yùn)算精度劣化的主要原因的聲音媒介33中的回聲。如以下所述，疏密波振幅的時(shí)間變動(dòng)是近似矩形或近似脈沖狀。由于在時(shí)間軸上局部存在的信號(hào)在頻域中具有寬的頻率分量，因此作為吸音器件92，優(yōu)選采用疏密波的吸收衰減率的頻率特性平坦(頻率依賴性小)的素材/構(gòu)造。在本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器1中，為了正確進(jìn)行接收信號(hào)31與參照信號(hào)32 之間的信號(hào)相關(guān)處理，需要疏密波在聲音媒介33中的分散特性(疏密波的傳播速度的頻率依賴性)少(平坦)。由于在聲音媒介33具有急劇的分散特性(也就是窄帶特性)的情況下，接收信號(hào)31及參照信號(hào)32的波形在聲音媒介33中會(huì)畸變(deformation)，因此無法觀測接收信號(hào)31與參照信號(hào)32之間的正確的波形相關(guān)。在聲音媒介33中傳播的疏密波的傳播速度與包圍該聲音媒介33的外界35中的疏密波的傳播速度之間，在速度差足夠大的情況下，為了實(shí)現(xiàn)分散特性較少(平緩的分散特性)，例如以如下方式進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。也就是說，優(yōu)選構(gòu)成為聲音媒介33的矩形截面的短邊長度在與接收信號(hào)31和參照信號(hào)32中包含的最低頻率對(duì)應(yīng)的聲音媒介33中的疏密波的波長以上。在這種情況下，具有在聲音媒介33中傳播的最低頻率以上的頻率的疏密波可視為基本在自由空間中行進(jìn)。此時(shí)，疏密波具有不依賴于頻率而是由構(gòu)成聲音媒介33的材料的物理特性值決定的傳播速度。其結(jié)果可實(shí)現(xiàn)寬頻帶的導(dǎo)波，能夠抑制因?qū)Рㄒ鸬慕邮招盘?hào)31和參照信號(hào)32的波形畸變。盡管在圖4中記載了聲音媒介33的表面與外界35直接接觸，但也可以構(gòu)成為兩者隔著在光學(xué)上透明且通過其的光束34的波面不會(huì)紊亂的具有良好光學(xué)特性的介質(zhì)進(jìn)行接觸。例如，在作為聲音媒介應(yīng)用氣態(tài)的氣體、液體等的情況下，優(yōu)選采用具有上述這種特性的介質(zhì)。另一方面，在聲音媒介33是固體，并且在外界35中傳播的疏密波的聲速與在聲音媒介33中傳播的疏密波的聲速大致相等的情況下，為了防止疏密波從聲音媒介33向外界 35浸潤，需要在聲音媒介33與外界35之間設(shè)置疏密波的聲速差異很大的媒介。以下，將這種媒介稱為“隔離構(gòu)造”。在沒有隔離構(gòu)造的情況下，由于在疏密波生成部91中生成的平面波向外界35浸潤，從而被衰減并且波面發(fā)生紊亂。因此，在聲音媒介33中不會(huì)實(shí)現(xiàn)十分均勻的聲場(sound field)。如以上所述，不僅為了作為不定形的聲音媒介33的容器，即便為了使聲音媒介33 作為疏密波衰減少的直線狀的“導(dǎo)波通路”進(jìn)行動(dòng)作，也優(yōu)選使聲音媒介33與外界35屏蔽。其中，對(duì)于將作為電信號(hào)的接收信號(hào)31和參照信號(hào)32輸入至聲音媒介33中的疏密波生成部91的構(gòu)造及動(dòng)作將在后面敘述。接下來，再次參照?qǐng)D2詳細(xì)說明基于聲波傳播部3a、!3b及受光元件10的接收信號(hào) 31和參照信號(hào)32的相關(guān)處理的原理。在聲波傳播部3a、3b中的聲音媒介33中傳播的疏密波，在各自的聲音媒介33中生成與接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的振幅/相位相應(yīng)的壓縮應(yīng)力分布。生成壓縮應(yīng)力分布與在聲音媒介33的構(gòu)成物質(zhì)中生成密度分布是等價(jià)的。對(duì)于透過的光線而言，壓縮應(yīng)力分布被反映成基于折射率分布變動(dòng)的相位變化。這基于如下情況能夠理解，即與例如在折射率為η的同向性的光學(xué)媒介中存在的具有光路長度L的任意光路中行進(jìn)的單色光光線相比，沿著折射率為η+ △ η的同向性的光學(xué)媒介中的同一光路的單色光光線的相位延遲了 kAnL(k = 2Ji/X，λ為光線的波長)。以上述概念為基礎(chǔ)，聲波傳播部3a、!3b和受光元件10進(jìn)行接收信號(hào)31與參照信號(hào)32的相關(guān)處理。為了具體對(duì)此進(jìn)行說明，在以下的說明中，將基于具有時(shí)間波形f(t)的接收信號(hào)31的疏密行進(jìn)波、和基于具有時(shí)間波形r(t)的參照信號(hào)32的疏密行進(jìn)波在某時(shí)刻t0在各自的聲音媒介33上形成的折射率分布的變化量，分別設(shè)為F(x，t0), R (χ, t0)。 其中，所謂折射率分布的變化量是從存在疏密波時(shí)的折射率分布中減去不存在疏密波時(shí)的折射率分布(常數(shù))之后的結(jié)果、也就是相當(dāng)于上述說明中的Δη。在時(shí)刻t0，通過聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面上的位置xl的光線38，是由如下的兩個(gè)光線的重疊所生成的干涉光，這兩個(gè)光線分別是通過聲波傳播部3a且相位隨著折射率分布變化量R (xl，t0)而引起變化的光線(振幅Ar)、和通過聲波傳播部北且相位隨著折射率分布變化量F(xl，t0)而引起變化的光線(振幅Af)。因此，光線38的光強(qiáng)度與兩者之和的絕對(duì)值的平方 Ar"2+ΑΓ2+2 · Ar · Af · cos (k {2d [F (xl，t0) -R (xl，t0) ] +nL})成比例。在此，如圖4所示，將沿著聲波傳播部3a(及聲波傳播部3b)各自的聲音媒介33的光線行進(jìn)方向的厚度設(shè)為d，將圖2中的A路徑12與B路徑13的光程差設(shè)為L，將聲音媒介 33的平均折射率設(shè)為n，將波數(shù)表示為1 = 2π/λ (λ為單色光5的波長)。這樣，由于光強(qiáng)度是位置χ的函數(shù)，因此在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面上一般情況下會(huì)生成圖3(a) 所示的不均勻的干涉條紋400。由于從受光元件10輸出的電信號(hào)14與光束34的積分強(qiáng)度成比例， 因此在設(shè)定上述狀況的情況下，將S設(shè)為光束34的截面面積，電信號(hào)14與 Ar"2+Af"2+2 · Ar · Af · f cos (k {2d[F (x，t0)-R(x，t0) ]+nL}) dx/S 成比例。接下來，針對(duì)折射率分布，假設(shè)以下的式1成立的狀況。F(x，t0) = R(x，t0)(式 1)此時(shí)，由上述的電信號(hào)14的輸出信號(hào)的表述可知，在時(shí)刻t0的瞬間，即便各折射率分布變化量R(X，t0)、F(X，t0)對(duì)于χ軸方向發(fā)生變動(dòng)，也會(huì)如圖3(b)所示那樣，在干涉后的聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面上的光束34的截面處完全不存在光強(qiáng)度分布。此時(shí)的電信號(hào)14與(Ar) "2+(Af) "2+2 - Ar -Af · cos (knL)成比例。為此，由以下詳述的對(duì)比度觀測部39使光程差L變動(dòng)，使得I knL I > 2 π。由此，電信號(hào)14的強(qiáng)度從(Ar-Af) "2變動(dòng)至(Ar+Af)~2。其中，為了使電信號(hào)14的強(qiáng)度從(Ar-Af)~2變動(dòng)至(Ar+Af)~2，只要使光程差L在IknLl ( π的范圍中變動(dòng)即可。但在本實(shí)施方式中，考慮到光學(xué)元件的對(duì)準(zhǔn)誤差， 使其以其兩倍的振幅變動(dòng)L。將電信號(hào)14的振幅相對(duì)于直流分量的比稱為對(duì)比度。若設(shè)Ar = Af，則在式1成立的狀況(圖3(b)的狀況)下，對(duì)比度C(max)由以下的式2表示。C (max) = {(Ar+Af)2- (Ar-Af)2} / {(Ar+Af)2+ (Ar-Af)2}(式 2)= 1不過，在式1不成立的一般的狀況的圖2(a)所示的狀況下，由于F (x，t0) ^ R(x, t0)，因此以下的式3成立。f cos (k[2d{F(X，t0)-R(X，t0)}+nL]) dx/S < cos (knL)(式 3)式3成立，若在上式中設(shè)L = 0的情況則容易理解。因此，若將使光程差L變化時(shí)的/ cos (k {2d [F (X，to)-R (X，to)]+nL}) dx/S的最大値設(shè)為Δ，則Δ < 1。這種情況下的電信號(hào)14的對(duì)比度C由以下的式4表示。C = Δ < C (max)(式 4)由此，在式1成立的情況下電信號(hào)14的對(duì)比度最大。相反，在任意的時(shí)刻t，F(xiàn)(x， t)與R(x，t)之間的差異越顯著，則電信號(hào)14的對(duì)比度越下降。如上述，通過由對(duì)比度觀測部39觀測從受光元件14輸出的電信號(hào)的對(duì)比度的大小，能夠判定接收信號(hào)31的波形與參照信號(hào)32的波形之間的差異。以上是基于聲波傳播部3a、!3b和受光元件10進(jìn)行的接收信號(hào)31與參照信號(hào)32的相關(guān)處理的原理。
以上說明了本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1的波面干涉儀2和聲波傳播部3a、 北各自的示意結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。以下作為例子，說明將上述那樣構(gòu)成的本裝置用作在使用了碼擴(kuò)展的聲波的通信系統(tǒng)的接收機(jī)側(cè)設(shè)置的逆擴(kuò)展用的相關(guān)器的情況。由于即便使用在自由空間中傳播的聲音信號(hào)的通信系統(tǒng)中，也與基于電波的無線通信系統(tǒng)同樣可同時(shí)實(shí)現(xiàn)高通信品質(zhì)和高數(shù)據(jù)傳輸速度，因此有時(shí)作為發(fā)送信號(hào)使用碼擴(kuò)展之后的二值信號(hào)。圖5是表示通過應(yīng)用擴(kuò)展碼將輸入數(shù)據(jù)(二值信號(hào))41變換為碼擴(kuò)展之后的發(fā)送信號(hào)43的情況的示意圖。如圖5所示，被碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43是通過在二值性的輸入數(shù)據(jù)41(時(shí)間波形D(t))上乘以具有與輸入數(shù)據(jù)41的1比特長度相同的時(shí)間長度τ的二值性的擴(kuò)展碼42(時(shí)間波形M(t))來生成的。也就是說，碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43具有時(shí)間波形 D(t)XM(t)。在該例子中，圖5(b)所示的擴(kuò)展碼42相當(dāng)于參照信號(hào)32，圖5 (c)所示的碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43相當(dāng)于接收信號(hào)31。不過，盡管與擴(kuò)展碼42的碼序列的種類相關(guān)，但通常以M序列為代表，將由相同碼片長度τ /n構(gòu)成的二值性的η位碼用作擴(kuò)展碼42。因此，如圖5所示，在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43中，相當(dāng)于“1”的數(shù)據(jù)41表現(xiàn)為與擴(kuò)展碼42相同的時(shí)間波形，此外，數(shù)據(jù)41的“0” 表現(xiàn)為使振幅值翻轉(zhuǎn)的擴(kuò)展碼42。如上所述，由發(fā)送機(jī)生成的碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43作為聲音信號(hào)在自由空間中發(fā)送，由接收機(jī)進(jìn)行接收。為了基于其接收信號(hào)再現(xiàn)擴(kuò)展前的數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行被稱為“逆擴(kuò)展” 的解調(diào)處理。該逆擴(kuò)展由本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1來進(jìn)行，以下對(duì)此進(jìn)行說明。為了進(jìn)行逆擴(kuò)展處理，在接收機(jī)中首先執(zhí)行以下的兩個(gè)信號(hào)處理(A)、(B)。(A)接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的定時(shí)調(diào)整處理(B)接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的振幅調(diào)整處理首先，說明信號(hào)處理㈧。接收機(jī)內(nèi)置了生成與發(fā)送機(jī)側(cè)使用的擴(kuò)展碼42相同的代碼的機(jī)構(gòu)。信號(hào)處理(A)是在接收機(jī)內(nèi)將參照信號(hào)32的生成定時(shí)調(diào)整成與接收信號(hào)31 的代碼的開始定時(shí)相吻合的處理。具體而言，按照在圖3所示的聲波傳播部3a的疏密波生成部91側(cè)的端面輸入表示參照信號(hào)32的代碼開始的信號(hào)(在圖5中顯示為參照信號(hào)開始45)時(shí)，在同一時(shí)刻表示接收信號(hào)31的代碼開始的信號(hào)(在圖5中顯示為接收信號(hào)開始 44)也已經(jīng)正好被輸入至另一個(gè)聲波傳播部北的疏密波生成部91側(cè)的端面的方式，在接收機(jī)內(nèi)調(diào)整參照信號(hào)32的生成定時(shí)。通過應(yīng)用例如在以CDMA (Code Division Multiple Access)方式為代表的無線通信系統(tǒng)中使用的多種多樣的信號(hào)同步方法(例如，同步調(diào)整用的信號(hào)的收發(fā))從而可實(shí)現(xiàn)上述這種的定時(shí)調(diào)整。接下來，說明信號(hào)處理⑶。盡管接收信號(hào)31及參照信號(hào)32是二值性的信號(hào)，但在輸入至聲音媒介33的時(shí)刻，一般情況下不保證兩信號(hào)具有同一振幅值。為此，通過信號(hào)處理(B)，對(duì)接收信號(hào)31的振幅進(jìn)行反饋補(bǔ)償，使得兩信號(hào)具有同一振幅值。由于在自由空間中傳播的聲波較微弱，因此為了使因噪聲引起的靈敏度劣化最小，優(yōu)選在接收到聲波之后立即進(jìn)行放大。作為將放大后的接收信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度保持在恒定值的方法，采用在使用了電波的通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的“自動(dòng)增益調(diào)整(Auto gain controller)電路”。該方法不僅能應(yīng)用于使用了電波的通信系統(tǒng)，例如還可以應(yīng)用于使用了聲音信號(hào)的通信系統(tǒng)。至此，信號(hào)處理(A)及(B)結(jié)束。在本實(shí)施方式中，按照在數(shù)據(jù)41的1位的傳輸時(shí)間τ的期間，正好1位的碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43作為疏密行進(jìn)波進(jìn)行傳播的方式，對(duì)聲音媒介33的y軸方向的長度進(jìn)行調(diào)整。也就是說，聲音媒介33的長度等于在疏密行進(jìn)波的傳播速度上乘以τ之后的結(jié)果。圖6(a)是表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“ 1”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“1”的情況的示意圖。如圖6(a)所示，如果在某時(shí)刻tl相當(dāng)于碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43中的“1”的碼串在聲波傳播部北的聲音媒介33整體中傳播，則伴隨于此在聲音媒介33內(nèi)生成基于接收信號(hào)31的折射率分布61。另一方面，在同一時(shí)刻參照信號(hào)32在聲波傳播部3a的聲音媒介33中生成與接收信號(hào)31相同的折射率分布(圖6的基于參照信號(hào)32的折射率分布62)。因而，由于滿足式 1的條件，因此從受光元件10輸出的電信號(hào)14的對(duì)比度最大。此外，通過以上的說明可進(jìn)行如下類推，由于在時(shí)刻tl的前后不滿足式1，因此對(duì)比度較低。為此，對(duì)于對(duì)比度的時(shí)間變動(dòng)而言，由于在時(shí)刻tl按照脈沖方式(脈沖寬度為τ/(2η))給出最大値，在其前后兩信號(hào)的相關(guān)性變差，因此其成為噪聲狀的不規(guī)則的時(shí)間變動(dòng)。另一方面，圖6(b)是表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“0”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“0”的情況的示意圖。如圖6(b)所示，如果在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43 (接收信號(hào)31)之中相當(dāng)于“0”的碼串在聲波傳播部北的聲音媒介33整體中傳播，則由于不滿足式1，因此還是沒有產(chǎn)生對(duì)比度的增強(qiáng)。通過以上的方法，由本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1執(zhí)行了接收信號(hào)32的逆擴(kuò)展處理。圖6(c)是表示4位的接收信號(hào)31作為解調(diào)信號(hào)從受光元件10輸出的信號(hào)14的時(shí)間波形的例子的圖。通過逆擴(kuò)展處理，接收信號(hào)31作為具有位長度τ的脈沖信號(hào)被體現(xiàn)在來自受光元件10的輸出信號(hào)14中。在來自受光元件10的輸出信號(hào)14中，被擴(kuò)展成接收信號(hào)31的數(shù)據(jù)作為脈沖狀的波形出現(xiàn)在最后一位。發(fā)送時(shí)的“1”在解調(diào)信號(hào)中表現(xiàn)為“有脈沖”，發(fā)送時(shí)的“0”在解調(diào)信號(hào)中表現(xiàn)為“無脈沖”。對(duì)于實(shí)際的數(shù)據(jù)再現(xiàn)來說，設(shè)定適當(dāng)?shù)拈搨?，通過判定來自受光元件10的輸出信號(hào)14中有無脈沖狀波形來進(jìn)行。接下來，闡述本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1的各部的具體結(jié)構(gòu)。首先，敘述光學(xué)式聲相關(guān)器1的粗略的尺寸。在作為擴(kuò)展碼42應(yīng)用了碼片長度10 μ sec (假設(shè)將中心頻率IOOkHz的超聲波的一個(gè)波長用作1碼片)的三級(jí)M序列的情況下(因此包括最大IOOkHz 的超聲波信號(hào))，位長度為(2~3-l)X10ysec = 0.07mSec。因此，作為聲音媒介33如果應(yīng)用疏密行進(jìn)波的聲速為50m/s的物質(zhì)(例如，硅石多孔體(nanoporous silica))，則逆擴(kuò)展中所需的聲音媒介33的整個(gè)長度為3. 5mm。因而，除去單色光光源4的光學(xué)式聲相關(guān)器1 整體的大小充其量為幾厘米。因此，采用了本實(shí)施方式所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器1的通信設(shè)備較之現(xiàn)有技術(shù)能夠大幅小型化。接下來，說明觀測從受光元件10輸出的電信號(hào)14的對(duì)比度的手法及其具體的觀測機(jī)構(gòu)(對(duì)比度觀測部39)。圖7是示意表示使反射鏡Ila(或反射鏡lib)平行于光束行進(jìn)方向進(jìn)行振動(dòng)的裝置結(jié)構(gòu)的圖。如圖7所示，在本實(shí)施方式中，反射鏡1 Ia隔著壓電振動(dòng)體72固定于固定臺(tái)71。在壓電振動(dòng)體72從對(duì)比度觀測部39被施加角頻率ω的正弦信號(hào)時(shí)，以同一角頻率換算為單色光5的波長從而進(jìn)行振幅1/4波長左右的厚度振動(dòng)。通過該厚度振動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)由光束分離器8分割出的兩個(gè)光束在經(jīng)由A路徑12和B路徑13最終發(fā)生干涉之前各自所經(jīng)過的光路的光程差的時(shí)間變動(dòng)。由于該光程差以角頻率ω變化一個(gè)波長左右，因此聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射開口面處的干涉條紋整體以角頻率ω明暗變換。 為此，從受光元件10輸出的電信號(hào)成為在時(shí)間上以角頻率ω變動(dòng)的信號(hào)。對(duì)比度觀測部 39通過用寬帶通濾波器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波，由此能夠測量對(duì)比度。接下來，說明用于在聲波傳播部3a、!3b各自的聲音媒介33中作為疏密進(jìn)行波輸入接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的疏密波生成部91的裝置結(jié)構(gòu)。圖8是表示在聲波傳播部3a、 3b的端部設(shè)置的疏密波生成部91的詳細(xì)構(gòu)造的剖視圖。如圖8所示，聲音媒介33隔著板狀壓電振動(dòng)體93被牢固地固定在固定臺(tái)94。板狀壓電振動(dòng)體93尤其牢固地固定在固定臺(tái) 94，在板狀壓電振動(dòng)體93中輸入電信號(hào)(接收信號(hào)31或參照信號(hào)3 時(shí)，板狀壓電振動(dòng)體 93僅在厚度方向(朝向圖8為左右方向)進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。這樣，接收信號(hào)31和參照信號(hào)32被輸入至分別設(shè)置在各聲波傳播部3a、3b的板狀壓電振動(dòng)體93，從而在聲音媒介33中產(chǎn)生與各信號(hào)相應(yīng)的疏密波。為了使這些信號(hào)波形正確地再現(xiàn)成聲音媒介33內(nèi)的疏密行進(jìn)波波形，必需在寬的頻帶中確保輸入信號(hào)電壓與板狀壓電振動(dòng)體93的伸縮量之間的線性關(guān)系。因此，按照板狀壓電振動(dòng)體93中固有的最低諧振頻率為兩信號(hào)中含有的頻率成分的最高頻率的至少幾倍的方式，來設(shè)定板狀壓電振動(dòng)體93的厚度。此外，為了使聲音媒介33中激勵(lì)的疏密波正確地成為平面波，以充分覆蓋聲音媒介33的端面的方式設(shè)定板狀壓電振動(dòng)體93的設(shè)置區(qū)域。以上說明了本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。通過這種結(jié)構(gòu)，參照信號(hào)32、和與參照信號(hào)32同步且以具有與參照信號(hào)32相同的振幅值的方式進(jìn)行自動(dòng)增益調(diào)整之后的接收信號(hào)31作為疏密行進(jìn)波分別輸入至聲波傳播部3a、3b中。其結(jié)果，在構(gòu)成聲波傳播部3a、: 的兩個(gè)聲音媒介33中，生成依賴于各個(gè)信號(hào)的折射率分布。各折射率分布作為兩個(gè)獨(dú)立的光束的波面形狀被捕捉。通過使兩光束進(jìn)行波面干涉，由此在光束截面出現(xiàn)干涉條紋。在受光元件10中將該干涉條紋的積分強(qiáng)度變換為電信號(hào)14，并觀測其對(duì)比度。由此，能夠作為小型無源元件實(shí)現(xiàn)光學(xué)式聲相關(guān)器。此外，在上述的說明中，盡管在圖2中對(duì)聲波傳播部3a輸入?yún)⒄招盘?hào)32，而對(duì)聲波傳播部北輸入接收信號(hào)31，但是即便兩者互換進(jìn)行輸入當(dāng)然也發(fā)揮同樣的功能。也就是說，即便對(duì)聲波傳播部3a中輸入接收信號(hào)32，對(duì)聲波傳播部北輸入?yún)⒄招盘?hào)31，本實(shí)施方式的效果沒有變化。此外，盡管在圖2所示的結(jié)構(gòu)中，在聲波傳播部3a中基于參照信號(hào)31 的疏密行進(jìn)波在y軸正方向上進(jìn)行傳播，在聲波傳播部北中基于接收信號(hào)31的疏密行進(jìn)波在χ軸負(fù)方向上進(jìn)行傳播，但即便這些疏密行進(jìn)波的傳播方向互換當(dāng)然也可發(fā)揮同樣的功能?；谝陨显?，總結(jié)本實(shí)施方式中的聲波傳播部3a、3b的可能的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為有圖9A 所示的四種。作為聲波傳播部3a、3b的可能的結(jié)構(gòu)，認(rèn)為還有圖9B所示的四種。在圖9A所示的裝置結(jié)構(gòu)中，參照?qǐng)D6(c)說明在接收信號(hào)31和參照信號(hào)32在聲音媒介33中的疏密行進(jìn)波的波形相一致的瞬間的前后τ/Gn)、局部存在的脈沖狀(全脈沖寬度為τΛ2η))的相關(guān)信號(hào)出現(xiàn)在從受光元件10輸出的電信號(hào)14中的情況。然而，在圖9Β所示的裝置結(jié)構(gòu)中，在接收信號(hào)31和參照信號(hào)32在聲音媒介33中的疏密行進(jìn)波波形相一致的情況下，在從受光元件10輸出的電信號(hào)14中出現(xiàn)的脈沖狀的相關(guān)信號(hào)的全脈沖寬度為τ/2，與圖9Α的結(jié)構(gòu)相比全脈沖寬度被放大η倍。由于η是擴(kuò)展碼42的碼片數(shù)，因此在構(gòu)成擴(kuò)展碼42的碼片寬度短，無法得到具有足夠脈沖寬度的相關(guān)信號(hào)的情況下，本結(jié)構(gòu)可卓越地發(fā)揮作用。其中，盡管在圖2中示出在光束分離器8、聲波傳播部3a、3b、反射鏡IlaUlb之間插入了空氣層，但也可以如圖10所示那樣，使這些構(gòu)成要素接觸進(jìn)行配置。因空氣層的波動(dòng)引起的影響在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面上作為干涉條紋出現(xiàn)，有時(shí)疊加在僅由接收信號(hào)31及參照信號(hào)32生成的干涉條紋上。因此，從降低逆擴(kuò)展 (解調(diào))之后的信號(hào)噪聲的觀點(diǎn)出發(fā)，除去這些空氣層可發(fā)揮卓越作用。當(dāng)然，為了實(shí)現(xiàn)裝置整體的小型化，本結(jié)構(gòu)也發(fā)揮卓越作用。其中，如圖4的說明中所敘述的那樣，在由于構(gòu)成要素的接觸從而存在聲音媒介33中的疏密行進(jìn)波浸潤至其他的構(gòu)成要素的問題的情況下，需要以疏密波的傳播速度與聲音媒介33中的傳播速度有很大差異的光學(xué)介質(zhì)來包圍聲音媒介33，以防止疏密行進(jìn)波的浸潤。實(shí)施方式2接下來，說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器與實(shí)施方式1的光學(xué)式聲相關(guān)器的不同點(diǎn)在于，代替使用單色光光源4及反射鏡的振動(dòng)，使用以雙頻塞曼(Zeeman)激光器為代表的雙頻線性偏振激光器80進(jìn)行光外差檢波。以下，說明與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。圖11是本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器101的示意結(jié)構(gòu)圖。如圖8所示，除了將圖2所示的光學(xué)式聲相關(guān)器1的裝置結(jié)構(gòu)中的單色光光源4置換為雙頻線性偏振激光器80 以外，還在實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)中新加入了三個(gè)光學(xué)元件。其中，在本實(shí)施方式中，對(duì)比度觀測部39不使反射鏡Ila或反射鏡lib振動(dòng)，僅進(jìn)行受光信號(hào)14的對(duì)比度觀測。雙頻線性偏振激光器80生成彼此頻率略有不同的兩個(gè)線性偏振光。將這兩個(gè)線性偏振光的角頻率差表示為ω。它們的偏振面在出射光線中正交。在本實(shí)施方式中，如圖11所示，代替圖2中的光束分離器8，變更為配置了偏振光束分離器81。其中，使偏振光束分離器81的偏振軸預(yù)先與上述的兩個(gè)線性偏振光的任意的偏振面相一致。由此，在偏振光束分離器81中，上述兩個(gè)線性偏振光的任意一個(gè)被反射沿著A路徑12行進(jìn)，另一個(gè)線性偏振光透過沿著B路徑13行進(jìn)。在兩個(gè)路徑12、13中分別插入1/4波長板83。在各路徑中行進(jìn)的光束，各自透過聲波傳播部3a、3b，直至被反射鏡 IlaUlb反射再次到達(dá)偏振光束分離器81為止，通過兩次1/4波長板83。因此，在各路徑 12、13中行進(jìn)的線性偏振光的偏振面旋轉(zhuǎn)90°。因此，經(jīng)由A路徑12返回至偏振光束分離器81的光束透過偏振光束分離器81，經(jīng)由B路徑13返回至偏振光束分離器81的光束被偏振光束分離器81反射。因此，兩光束合并為共同朝向聚光光學(xué)系統(tǒng)9的一根光束。合并之后的光束彼此偏振面仍然正交不發(fā)生干涉。在本實(shí)施方式中，在面向偏振光束分離器81的聚光光學(xué)系統(tǒng)9 一側(cè)的光學(xué)面上，插入相對(duì)于合并之后的上述兩個(gè)光束的各偏振面具有45°的偏振軸的偏振片82。由此，入射至偏振片82的兩個(gè)光束透過偏振片82之后發(fā)生干涉。并且，兩個(gè)光束在通過偏振片82之后的光束截面處生成干涉條紋。由于兩者具有頻率差ω，因此干涉條紋沒有改變強(qiáng)度分布而是作為整體以頻率ω明暗交替。因此，從受光元件10輸出的電信號(hào)14成為以頻率ω變動(dòng)的正弦波狀信號(hào)，通過應(yīng)用實(shí)施方式1中所說明的信號(hào)檢波方法能夠測量對(duì)比度。這樣，在本實(shí)施方式中，使兩個(gè)反射鏡IlaUlb的其中一個(gè)不振動(dòng)，就能夠測量電信號(hào)14的對(duì)比度。通過由對(duì)比度觀測部39來觀測該對(duì)比度，能夠檢測接收信號(hào)31與相關(guān)信號(hào)32的相關(guān)性。其中，盡管在圖11中將偏振片82配置在偏振光束分離器81與聚光光學(xué)系統(tǒng)9之間，但是在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的光學(xué)特性沒有偏振依賴性的情況下，當(dāng)然也可以將偏振片82插入聚光光學(xué)系統(tǒng)9與受光元件10之間。實(shí)施方式3接下來，說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式。在本實(shí)施方式所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器131 中，波面干涉儀2中的光學(xué)系統(tǒng)的配置與實(shí)施方式1的光學(xué)式聲相關(guān)器1不同。以下，主要說明與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)，省略重復(fù)部分的說明。圖12是表示本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器的裝置結(jié)構(gòu)的示意圖。在圖12中，對(duì)于與圖1相同的構(gòu)成要素，使用相同的符號(hào)。在以下的說明中，采用圖12所示的xyz坐標(biāo)系。相對(duì)于實(shí)施方式1的波面干涉儀2具有被分類為邁克爾遜 摩爾干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式的波面干涉儀2具有被分類為馬赫-曾德干涉儀(Mach-khnder)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，從單色光光源4射出的單色光5根據(jù)與實(shí)施方式1同樣的工作原理進(jìn)行波面干涉，在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面附近的光束截面處生成依賴于接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的信號(hào)相關(guān)性的干涉條紋。并且，基于聚光光學(xué)系統(tǒng)9的干涉光的積分強(qiáng)度由受光元件10作為電信號(hào)14輸出。進(jìn)而，與實(shí)施方式1同樣地，由對(duì)比度觀測部 39 (參照?qǐng)D6、圖7參照)測量電信號(hào)14的對(duì)比度。在通過以上的動(dòng)作進(jìn)行接收信號(hào)31與參照信號(hào)32的信號(hào)相關(guān)處理這一點(diǎn)上，本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器131進(jìn)行與實(shí)施方式 1的光學(xué)式聲相關(guān)器1同樣的動(dòng)作。如實(shí)施方式1中詳細(xì)敘述的那樣，波面干涉儀2作為轉(zhuǎn)換器來進(jìn)行工作，將在構(gòu)成聲波傳播部3a、3b的兩個(gè)聲音媒介33中形成的折射率分布反映在各自獨(dú)立的光束的波面形狀中，使兩光束的波面形狀的差異表現(xiàn)為干涉條紋。在本實(shí)施方式的波面干涉儀2中也進(jìn)行同樣的動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，通過處于光圈7緊后的光束分離器8a的光束，透過聲波傳播部 3a，由處于其近前的反射鏡Ila反射至ζ軸正方向之后，再由另一個(gè)光束分離器8b反射。另一方面，由光束分離器8a反射之后的光束由反射鏡1 Ib進(jìn)一步反射，透過聲波傳播部北，再透過另一個(gè)光束分離器8b。這兩個(gè)光束由聚光光學(xué)系統(tǒng)9聚光至受光元件10。該聚光之后的光束相當(dāng)于將在聲波傳播部3a、3b中形成的折射率分布作為波面的紊亂進(jìn)行傳輸?shù)墓馐煞?。以下，說明本實(shí)施方式中的對(duì)比度觀測機(jī)構(gòu)的裝配。在本實(shí)施方式中，也能夠應(yīng)用使圖7所示的兩個(gè)反射鏡IlaUlb的任意一個(gè)平行地進(jìn)行振動(dòng)的方法。只要使反射鏡11a、 lib的其中一個(gè)在例如沿著平行于χ軸的方向振動(dòng)即可。如果進(jìn)一步描述，振動(dòng)方向是想要使其振動(dòng)的反射鏡的反射面的面外方向，以反射面平行移動(dòng)的方式使其振動(dòng)即可。在圖12 所示的結(jié)構(gòu)中，作為一例由對(duì)比度觀測部39使反射鏡Ila沿著χ方向進(jìn)行振動(dòng)。作為本實(shí)施方式中的對(duì)比度觀測機(jī)構(gòu)，也可以采用基于實(shí)施方式2(圖11)中的使用雙頻線性偏振激光器的外差檢波(heterodyne)的方法。在裝配圖11的結(jié)構(gòu)的情況下， 將單色光光源4置換為雙頻線性偏振激光器80，并且將兩個(gè)光束分離器8a、8b置換為兩個(gè)偏振光束分離器81即可。進(jìn)而，按照使兩個(gè)偏振光束分離器81的偏振軸彼此正交、并且兩偏振軸與從雙頻線性偏振激光器80射出的光線的偏振面相一致的方式，將光軸作為旋轉(zhuǎn)軸使雙頻線性偏振激光器80旋轉(zhuǎn)來調(diào)整偏振面即可。由于通過聲波傳播部3a、!3b而來的各光束的偏振波方向正交而無法直接進(jìn)行干涉，因此在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的近前插入偏振軸相對(duì)于各光束的偏振面具有45°角度的偏振片82。在該結(jié)構(gòu)中，由于電信號(hào)14成為具有在雙頻線性偏振激光器80中包含的兩頻率光的差頻率的位信號(hào)，因此不必使反射鏡11a、 lib的另一個(gè)振動(dòng)就能夠觀測對(duì)比度。其中，即便偏振片82插入在聚光光學(xué)系統(tǒng)9與受光元件10之間也可同樣地發(fā)揮功能。基于以上的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本實(shí)施方式的構(gòu)成，在實(shí)施方式1、2的裝置構(gòu)成中能夠使在物理方面需要較大容積的光束分離器8小型化。因此，能夠提供更加小型且易于調(diào)整光學(xué)元件的光學(xué)式聲相關(guān)器。其中，盡管在圖12中表述為兩個(gè)光束分離器8a、8b、聲波傳播部3a、3b、以及平面鏡IlaUlb在空間上獨(dú)立存在，但并不限定于這種結(jié)構(gòu)。也可以如圖13(a)所示那樣，構(gòu)成為使這些構(gòu)成要素相接觸。還有，如圖13(a)所示，將作為兩個(gè)光束分離器8a、8b之間的光學(xué)連接元件發(fā)揮作用的反射鏡lla、llb，與新加入的棱鏡141的希望的端面接觸，由此能夠使這些構(gòu)成要素完全靠緊構(gòu)成?；蛘撸部梢詫?duì)棱鏡141的希望的端面施以反射涂層來實(shí)現(xiàn)同樣的結(jié)構(gòu)。如實(shí)施方式1的說明中敘述的那樣，基于從受光元件10輸出的電信號(hào)14的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)，圖13(a)所示的結(jié)構(gòu)可卓越地發(fā)揮功能。此外，由于圖13(a)所示的結(jié)構(gòu)能夠使通過兩個(gè)聲波傳播部3a、3b的各光束所經(jīng)過的光路的光程大致相等，因此作為單色光光源4可以采用寬頻帶光源(例如，半導(dǎo)體激光器或發(fā)光二極管)。因此，對(duì)于光學(xué)式聲相關(guān)器的成本降低也能發(fā)揮積極作用。其中，在采用寬頻帶光源的情況下，由于寬頻帶的雙頻線性偏振光源的結(jié)構(gòu)在技術(shù)方面難以實(shí)現(xiàn)，因此作為對(duì)比度觀測機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)施方式1所示的結(jié)構(gòu)即可。此外，對(duì)于作為本實(shí)施方式的波面干涉儀2的馬赫-曾德干涉儀的其他可能的光學(xué)系結(jié)構(gòu)，也可以采用圖13(b)所示的構(gòu)成。與圖13(a)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同樣，基于從受光元件10輸出的電信號(hào)14的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)，在圖13(b)的結(jié)構(gòu)中優(yōu)選構(gòu)成為使反射鏡IlaUlb與棱鏡141的端面接觸，處于波面干涉儀2中的光路全部存在于光學(xué)媒介中?；蛘撸部梢詫?duì)棱鏡141的希望的端面實(shí)施反射涂層。此外，在圖13(b)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，由于具有反映出聲波傳播部3a的折射率分布的波面形狀的光束沿著直線狀的路徑行進(jìn)，因此還有易于對(duì)各元件進(jìn)行光學(xué)調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。在本實(shí)施方式中也與實(shí)施方式1同樣，接收信號(hào)31和參照信號(hào)32對(duì)聲波傳播部 3a,3b的輸入順序和方向沒有特別限定。當(dāng)然在圖14及圖15所示的結(jié)構(gòu)中也都可以應(yīng)用。 其中，在圖14及圖15的結(jié)構(gòu)中，如實(shí)施方式1中所說明過的那樣，在從受光元件10輸出的電信號(hào)14中表現(xiàn)出脈沖狀相關(guān)信號(hào)的全脈沖寬度中存在差異。實(shí)施方式4接下來，說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式。本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器111的波面干涉儀2的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)在于，代替聲波傳播部3a、!3b設(shè)置聲波傳播部3c。 以下，主要說明與實(shí)施方式1的不同點(diǎn)，對(duì)于重復(fù)的部分省略說明。圖16表示本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器的立體圖。如圖16所示，本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1具備波面干涉儀2和聲波傳播部3c的兩個(gè)主要部位。在以下的說明中，采用圖16所示的xy坐標(biāo)。 在本實(shí)施方式中，代替實(shí)施方式1中的聲波傳播部3a，設(shè)置由同樣的材料構(gòu)成的聲波傳播部3c，且不設(shè)置聲波傳播部:3b。進(jìn)而，本實(shí)施方式中的波面干涉儀2代替實(shí)施方式1中的反射鏡1 Ib而具有波束阻止器觀，在光束分離器8與聲波傳播部3c之間具有參照平面(參照面)29。在本實(shí)施方式中，從聲波傳播部3c的側(cè)面沿著y軸正方向輸入?yún)⒄招盘?hào)32，從相反側(cè)的側(cè)面沿著y軸負(fù)方向輸入接收信號(hào)31。以下，說明從光源4射出的單色光5之中的被光束分離器8反射之后的光束傳播的A路徑12、和透過光束分離器8之后的光束傳播的B路徑13。首先，在A路徑13中行進(jìn)的光束，不會(huì)產(chǎn)生構(gòu)成信號(hào)噪聲的擴(kuò)散光或雜散光，被波束阻止器觀良好地吸收。另一方面，在B路徑27中行進(jìn)的光束，進(jìn)一步被分割成由參照平面四反射至光束分離器8方向的Bre路徑210、和朝向聲波傳播部3c透過參照平面四的Btrans路徑212。 其中，參照平面四的處于χ軸負(fù)側(cè)的光學(xué)面換算為單色光5的波長具有足夠的平面精度 (至少1/8波長以上)。接下來，說明在Bre路徑210及Btrans路徑212的兩個(gè)路徑中行進(jìn)的光束的情況。首先，說明Bre路徑210。被參照平面四反射的在Bre路徑210中行進(jìn)的光束， 由光束分離器8分為兩個(gè)分量。被光束分離器8反射的分量通過聚光光學(xué)系統(tǒng)9聚光至受光元件10，被積分之后的光強(qiáng)度變換為電信號(hào)14。例如，聚光光學(xué)系統(tǒng)9配置在相對(duì)于在 Bre路徑210中行進(jìn)的光束的行進(jìn)方向被光束分離器8往90度的方向反射的位置。再有， 波束阻止器觀與聚光光學(xué)系統(tǒng)9隔著光束分離器8配置在彼此相對(duì)置的位置。此外，在Bre路徑210中行進(jìn)的光束之中的透過光束分離器8的分量返回至單色光光源4。單色光光源4通過遮擋返回至單色光光源4的光來實(shí)施返回光處理，以便不會(huì)對(duì)單色光光源4發(fā)出單色光5的動(dòng)作帶來影響。接下來，說明Btrans路徑212。在Btrans路徑212中行進(jìn)的光束通過聲波傳播部 3c，被反射鏡215反射。并且，反射之后的光再次通過聲波傳播部3c。在聲波傳播部3c中輸入接收信號(hào)31及參照信號(hào)32，并形成與其相應(yīng)的疏密波。 在圖16所示的聲波傳播部3c中，以深淺顏色表示的部分相當(dāng)于疏密波。輸入至聲波傳播部3c中之前的光束的波面是平面。根據(jù)作為疏密波輸入至聲波傳播部3c中的接收信號(hào)31 和參照信號(hào)32波形的相關(guān)，兩次通過聲波傳播部3c之后的光束的波面偏離平面。在后述的聲波傳播部3c的說明中對(duì)其詳細(xì)說明。然后，兩次通過聲波傳播部3c從而將波形相關(guān)的信息反映于波面形狀的光束之中、透過參照平面四之后的光束，沿著與上述的Bre路徑210中的光束相同的路徑行進(jìn)。該光束的一部分被光束分離器8反射，由聚光光學(xué)系統(tǒng)9聚光至受光元件10。由受光元件10 將聚光之后的光束的積分強(qiáng)度變換為電信號(hào)14。 在上述的結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)成要素被配置成在接收信號(hào)31及參照信號(hào)32未輸入至聲波傳播部3c的狀態(tài)下，透過聲波傳播部3c并在朝向受光元件10的Btrans路徑中傳播的光束、和被參照平面四反射并在朝向受光元件10的Bre路徑中傳播的光束充分地進(jìn)行干涉。進(jìn)而，還要確保各構(gòu)成要素的面精度以及進(jìn)行充分的光軸調(diào)整，使得在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的入射側(cè)開口面的近前，干涉光束的光束截面處的光強(qiáng)度分布足夠均勻(也就是零條紋狀態(tài))。圖17是用于說明作為干涉條紋出現(xiàn)光束的波面紊亂的情況的示意圖。圖17(a) 表示在聲音干涉部3的波面存在紊亂時(shí)的例子，圖17(b)表示波面不存在紊亂時(shí)的例子。如圖17(a)所示，在聲波傳播部3c中輸入了聲音信號(hào)(疏密波)時(shí)，在通過聲波傳播部3c的光束中生成波面紊亂。在輸入至聚光光學(xué)系統(tǒng)9的開口面的近前位置的光束截面處，可觀察到該波面的紊亂作為干涉條紋400出現(xiàn)。由于受光元件10接收干涉光(波面具有紊亂的光)的積分強(qiáng)度，因此在完全沒有干涉條紋的情況下，從受光元件10輸出具有最高的對(duì)比度(=信號(hào)振幅值/信號(hào)的時(shí)間平均値)的電信號(hào)。另一方面，波面的紊亂越是顯著則越是產(chǎn)生復(fù)雜的干涉條紋，從受光元件 10輸出的電信號(hào)的對(duì)比度下降。也就是說，通過觀察從受光元件10輸出的電信號(hào)的對(duì)比度，從而能夠判斷通過聲波傳播部3c的光束的波面紊亂的強(qiáng)弱。對(duì)于從受光元件10輸出的電信號(hào)的對(duì)比度的具體測量方法在后面詳細(xì)敘述。接下來，再次參照?qǐng)D16說明各構(gòu)成要素的光學(xué)調(diào)整法。優(yōu)選在光束分離器8的四個(gè)入射/出射面、處于參照平面四的X軸正側(cè)的光學(xué)面、聲波傳播部3C的兩處入射/出射面形成防止反射膜。這是為了防止在各光學(xué)面生成的多重反射光線與上述干涉條紋重疊發(fā)生干涉。此外，為了降低多重反射光線的強(qiáng)度，優(yōu)選各個(gè)光學(xué)面相對(duì)于通過其面的光束的波面不平行，而是具有希望的角度。此外，也可以對(duì)參照平面四的處于χ軸負(fù)軸的光學(xué)面，實(shí)以反射膜的涂層，形成希望的反射率。接下來，說明本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器111的聲波傳播部3c的結(jié)構(gòu)。圖18 是本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器111的聲波傳播部3C的俯視圖。圖18相當(dāng)于圖1的聲波傳播部3c的放大圖，使兩圖的方位關(guān)系一致。也就是說，在圖18中的右側(cè)存在反射鏡 11。圖18所示的聲波傳播部3c具有聲音媒介33以及配置在聲音媒介33的兩端的疏密波生成部91。聲音媒介33例如被裝入具有矩形截面的柱狀的容器中。具有時(shí)間波形f(t)的接收信號(hào)31和具有時(shí)間波形r(t)的參照信號(hào)32的兩個(gè)電信號(hào)經(jīng)由疏密波生成部91輸入至聲波傳播部3c中。向聲音媒介33輸入的這些電信號(hào)，被變換為在聲音媒介33中沿著長邊方向傳播的疏密波。該疏密波是平行于圖18的聲音媒介 33的長邊方向即y軸行進(jìn)的平面波。按照該疏密波大致成為平面波的方式，設(shè)計(jì)聲音媒介 33的截面形狀及疏密波生成部91的構(gòu)造。接下來，說明聲波傳播部3c的動(dòng)作。在聲音媒介33中傳播的疏密波在聲音媒介33中生成壓縮應(yīng)力分布。該壓縮應(yīng)力分布相當(dāng)于構(gòu)成聲音媒介33的物質(zhì)的密度分布。由此，該壓縮應(yīng)力分布相當(dāng)于透過聲音媒介33的光束所對(duì)應(yīng)的折射率分布。在此，將在某時(shí)刻t0中，基于具有時(shí)間波形f(t)的接收信號(hào)31和具有時(shí)間波形 r(t)的參照信號(hào)32的疏密波在聲音媒介33上形成的折射率分布分別設(shè)為F(x，t0)、R(x， t0)。接下來，假設(shè)折射率分布滿足以下的式5的狀況。F (x, t0) = -R(χ, t0)(式 5)
在這種狀況下，時(shí)刻t0瞬間的聲音媒介33中的折射率分布與其位置無關(guān)都是均一的。因此，盡管有疏密波進(jìn)行傳播，但是仿佛與沒有信號(hào)時(shí)(沒有疏密波傳播)同樣，通過聲波傳播部3c的光束沒有產(chǎn)生波面形狀的紊亂。該狀態(tài)相當(dāng)于圖17(b)所示的狀態(tài)。因此，在式5成立的情況下，從圖16所示的受光元件10輸出的電信號(hào)的對(duì)比度最大。此外，相反在任意時(shí)刻t，若F(x，t)和R(x，t)的分布的差異越是顯著，則從受光元件 214輸出的電信號(hào)的對(duì)比度越小。如上述，聲波傳播部3c作為如下的元件進(jìn)行動(dòng)作，該元件根據(jù)從受光元件214輸出的電信號(hào)的對(duì)比度大小，來判定接收信號(hào)31的波形形狀與參照信號(hào)32的波形形狀之間的差異。以下，說明將本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器1應(yīng)用于使用了碼擴(kuò)展的聲波的通信系統(tǒng)的接收機(jī)側(cè)所設(shè)置的逆擴(kuò)展用的相關(guān)器之中時(shí)的例子。在本實(shí)施方式中，也設(shè)想圖5所示的碼擴(kuò)展方式。與實(shí)施方式1同樣，為了進(jìn)行逆擴(kuò)展處理，在接收機(jī)中完成以下的兩個(gè)信號(hào)處理(A)、(B)。(A)接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的定時(shí)調(diào)整處理(B)接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的振幅調(diào)整處理首先，說明信號(hào)處理(A)。圖19是表示在接收器中從擴(kuò)展碼42生成參照信號(hào)32 的情況的示意圖。接收機(jī)預(yù)先設(shè)置了生成與在發(fā)送機(jī)側(cè)使用的擴(kuò)展碼42相同的代碼的機(jī)構(gòu)。如圖5所示，在時(shí)間軸上使擴(kuò)展碼42翻轉(zhuǎn)進(jìn)而乘以-1得到的信號(hào)，作為參照信號(hào)32 進(jìn)行供給。信號(hào)處理(A)是在接收機(jī)內(nèi)調(diào)整參照信號(hào)32的生成定時(shí)使其與接收信號(hào)31的碼開始定時(shí)相吻合的處理。具體而言，按照在圖18中的聲音媒介33的端面輸入?yún)⒄招盘?hào) 32的代碼開始(在圖19中顯示為參照信號(hào)開始51)時(shí)，在同一時(shí)刻接收信號(hào)31的代碼開始(在圖5中顯示為接收信號(hào)開始44)也已經(jīng)正好被輸入至聲音媒介33的另一個(gè)端面的方式，在接收機(jī)內(nèi)調(diào)整參照信號(hào)32的生成定時(shí)。通過應(yīng)用例如在以CDMA (Code Division Multiple Access)方式為代表的無線通信系統(tǒng)中使用的多種多樣的信號(hào)同步方法(例如， 同步調(diào)整用的信號(hào)的收發(fā))，可實(shí)現(xiàn)上述這種的定時(shí)調(diào)整。由于信號(hào)處理(B)與實(shí)施方式1同樣，因此省略詳細(xì)說明。在本實(shí)施方式中，也按照在圖5中的數(shù)據(jù)41的1位的時(shí)間中正好1位的碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43作為疏密波進(jìn)行傳播的方式，對(duì)圖18中的聲音媒介33的y軸方向的長度進(jìn)行調(diào)整。圖20(a)是表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“1”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“1”的情況的示意圖。如圖20(a)所示，如果在某時(shí)刻tl，在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中相當(dāng)于“1”的碼串在聲音媒介33整體中進(jìn)行傳播，則伴隨于此在聲音媒介33內(nèi)生成基于接收信號(hào)31的折射率分布61。另一方面，在同一時(shí)刻參照信號(hào)32生成相當(dāng)于與接收信號(hào)31相反的折射率分布的基于參照信號(hào)32的折射率分布62。因此，由于此時(shí)滿足式5的條件，因此從圖16中的受光元件10輸出的電信號(hào)的對(duì)比度最大。此外，通過上述說明可以類推，由于在時(shí)刻tl的前后不滿足式5，因此對(duì)比度較低，因而對(duì)比度的時(shí)間變動(dòng)在時(shí)刻tl以脈沖方式(脈沖寬度為 τ/(2η))出現(xiàn)最大値，在其前后出現(xiàn)噪聲狀的不規(guī)則的時(shí)間變動(dòng)。
另一方面，圖20(b)表示在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中從相當(dāng)于“0”的碼串通過逆擴(kuò)展再現(xiàn)出“0”的情況的示意圖。如圖20(b)所示，如果在碼擴(kuò)展之后的信號(hào)43之中相當(dāng)于“0”的碼串在聲音媒介33整體中傳播，則由于不滿足式5，因此還是不會(huì)產(chǎn)生對(duì)比度的增強(qiáng)。如上述那樣，由本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器111執(zhí)行接收信號(hào)32的逆擴(kuò)展處理。圖20(c)表示四位的接收信號(hào)31作為解調(diào)信號(hào)從受光元件10輸出的信號(hào)14的時(shí)間波形的例子。與實(shí)施方式1同樣，通過逆擴(kuò)展處理，接收信號(hào)31作為具有位長度τ的脈沖信號(hào)出現(xiàn)在來自受光元件214的輸出信號(hào)64中。在來自受光元件10的輸出信號(hào)14 中，被擴(kuò)展為接收信號(hào)31的數(shù)據(jù)作為脈沖狀的波形出現(xiàn)在位的最后。發(fā)送時(shí)的“1”在解調(diào)信號(hào)中表現(xiàn)為“有脈沖”，發(fā)送時(shí)的“0”在解調(diào)信號(hào)中表現(xiàn)為“無脈沖”。對(duì)于實(shí)際的數(shù)據(jù)再現(xiàn)而言，通過設(shè)定適當(dāng)?shù)拈撝蹬卸▉碜允芄庠?0的輸出信號(hào)14中有無脈沖狀波形來進(jìn)行。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器111，與實(shí)施方式1同樣，通過觀測從受光元件10輸出的輸出信號(hào)14的對(duì)比度，就能夠判定接收信號(hào)31與參照信號(hào)32是否相關(guān)。 在本實(shí)施方式中，也是圖16所示的對(duì)比度觀測部39通過使反射鏡11振動(dòng)來進(jìn)行對(duì)比度的觀測。具體而言，如果輸入頻率ω的正弦波信號(hào)，則對(duì)比度觀測部39按照將單色光5的波長設(shè)為λ，以振幅λ /4左右使壓電振動(dòng)體72振動(dòng)的方式進(jìn)行控制。接下來，說明用于在聲音媒介33中將接收信號(hào)31和參照信號(hào)32作為疏密波進(jìn)行輸入的裝置結(jié)構(gòu)。圖21是表示在聲波傳播部3c的端部設(shè)置的疏密波生成部的詳細(xì)構(gòu)造的立體圖。 如圖21所示，在聲波傳播部3c的端部設(shè)置的疏密波生成部91，形成吸音器件92和多個(gè)壓電振動(dòng)體93的矩陣構(gòu)造。為了使在聲音媒介33中傳播的疏密波成為具有十分平坦波面的疏密平面波，優(yōu)選若換算成在聲音媒介33中要生成的疏密波的最小波長，各壓電振動(dòng)體93的配置間隔至少在1/2波長以下。在各個(gè)壓電振動(dòng)體93中接收信號(hào)31或參照信號(hào)32作為電信號(hào)同相輸入。伴隨于此，各壓電振動(dòng)體93沿著圖中的箭頭方向伸展，盡管在單體中作為疏密波點(diǎn)波源進(jìn)行動(dòng)作，但由各個(gè)壓電振動(dòng)體93生成的疏密波被疊加從而最終形成良好的疏密平面波。其中，需要吸音器件92的理由如下所述。在本實(shí)施方式中的聲波傳播部3c中，由于從相對(duì)置的端面輸入接收信號(hào)31和參照信號(hào)32，因此如果在端面無法實(shí)現(xiàn)疏密波的良好吸音，那么就會(huì)產(chǎn)生反射波，由此引起的折射率分布作為噪聲混入來自受光元件10的輸出信號(hào)中，帶來對(duì)比度的降低。為了避免該問題，需要設(shè)置吸音器件92。以上，說明了本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器111的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)， 將與接收信號(hào)31同步的參照信號(hào)32、以及按照具有與參照信號(hào)32相同的振幅值的方式進(jìn)行了自動(dòng)增益調(diào)整得到的接收信號(hào)作為疏密聲波輸入至聲波傳播部3c中，使其發(fā)生干涉從而在聲音媒介33中生成折射率分布。使其折射率分布經(jīng)由光束的波面形狀表現(xiàn)為干涉條紋，在受光元件10中將其積分強(qiáng)度變換為電信號(hào)，觀測其對(duì)比度。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)作為小型無源元件的光學(xué)式聲音信號(hào)相關(guān)器。其中，在本實(shí)施方式中，盡管如圖16所示那樣接收信號(hào)31及參照信號(hào)32對(duì)聲波傳播部3c的輸入，是分別從聲波傳播部3c的兩端面的y軸正/負(fù)方向側(cè)進(jìn)行的，但是該位置關(guān)系也可以翻轉(zhuǎn)。此外，在上述說明中在光束分離器8、波束阻止器觀、參照平面四、聲波傳播部3c、 反射鏡11之間插入空氣層，但也可以如圖22所示那樣，使這些全部接觸進(jìn)行配置。由于因在參照平面四與聲波傳播部3c之間、以及聲波傳播部3c與反射鏡11之間存在的空氣層的搖動(dòng)引起的影響會(huì)表現(xiàn)為干涉條紋，因此從降低逆擴(kuò)展(解調(diào))之后的信號(hào)噪聲的觀點(diǎn)出發(fā)，除去這些空氣層可發(fā)揮卓越作用。當(dāng)然，在裝置整體的小型化方面，本結(jié)構(gòu)也發(fā)揮積極作用。此外，在上述的說明中參照平面四作為獨(dú)立的光學(xué)元件進(jìn)行了說明，但如圖11所示也可以用光束分離器8的光學(xué)面110(或處于聲波傳播部3c的光束分離器8側(cè)的光學(xué)面)代替。在這種情況下，由于減少了光學(xué)元件的個(gè)數(shù)，因此在裝置的小型化和準(zhǔn)備各元件的光軸調(diào)整的方面有優(yōu)異效果。實(shí)施方式5接下來，說明本發(fā)明的第5實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器與實(shí)施方式4相比不同點(diǎn)在于，代替使用單色光光源4及反射鏡11的振動(dòng)，采用雙頻塞曼激光器為代表的雙頻線性偏振激光器80進(jìn)行光外差檢波。以下，說明與實(shí)施方式4的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。圖M是表示本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器112的示意結(jié)構(gòu)的圖。在圖M中， 與圖16所示的結(jié)構(gòu)相比，單色光光源4置換為雙頻線性偏振激光器80，并且新插入兩個(gè)光學(xué)元件。其中，在本實(shí)施方式中，對(duì)比度觀測部39不使反射鏡11振動(dòng)，僅進(jìn)行受光信號(hào)14 的對(duì)比度觀測。雙頻線性偏振激光器，生成彼此頻率略有不同的兩個(gè)線性偏振光。將這兩個(gè)線性偏振光的角頻率差表示為ω。它們的偏振面在出射光線中正交。為此，在本實(shí)施方式中，如圖M所示，對(duì)參照平面四的χ軸負(fù)側(cè)的光學(xué)面施以偏振波選擇性的反射涂層84。反射涂層84的偏振波選擇性是按照在其表面反射兩個(gè)線性偏振光的任意一個(gè)而透過另一個(gè)的方式進(jìn)行的設(shè)計(jì)。此外，在光束分離器8的聚光光學(xué)系統(tǒng)9側(cè)的光學(xué)面處，插入相對(duì)于上述兩個(gè)線性偏振光的各偏振面具有45°偏振軸的偏振片82。通過偏振片82之后，來自參照平面四的反射光束與在聲波傳播部3c中被調(diào)制成波面形狀的光束進(jìn)行干涉，生成干涉條紋。由于兩者的光束具有頻率差ω，因此干涉條紋不會(huì)改變強(qiáng)度分布而是作為整體以頻率ω明暗變化。因此，從受光元件10輸出的電信號(hào)14成為以頻率ω波動(dòng)的正弦波狀信號(hào)，通過應(yīng)用實(shí)施方式4的說明中所述的信號(hào)檢波方法能夠測量對(duì)比度。這樣，在本實(shí)施方式中，不使反射鏡11振動(dòng)就能夠測量電信號(hào)14的對(duì)比度。通過由對(duì)比度觀測部39來觀測該對(duì)比度，能夠檢測接收信號(hào)31與相關(guān)信號(hào)32的相關(guān)性。其中，盡管在圖M中將偏振片82配置在光束分離器81與聚光光學(xué)系統(tǒng)9之間，但在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的光學(xué)特性中沒有偏振波依賴性的情況下，也可以將偏振片82配置在聚光光學(xué)系統(tǒng)9與受光元件10之間。實(shí)施方式6接下來，說明本發(fā)明的第6實(shí)施方式。本實(shí)施方式所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器121， 其波面干涉儀2中的光學(xué)系統(tǒng)的配置與實(shí)施方式4的光學(xué)式聲相關(guān)器111不同。以下，主要說明與實(shí)施方式4的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。
圖25是表示本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器121的裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。在圖25中， 對(duì)于與圖16相同的構(gòu)成要素采用相同的符號(hào)。相對(duì)于實(shí)施方式4的波面干涉儀2被分類為斐索(Fizeau)干涉儀，本實(shí)施方式的波面干涉儀2被分類為邁克爾遜 摩爾干涉儀干涉儀。從單色光光源4射出的單色光5基于與實(shí)施方式4同樣的原理進(jìn)行波面干涉，其積分強(qiáng)度由受光元件10作為電信號(hào)輸出。然后，通過測量其電信號(hào)的對(duì)比度，來進(jìn)行接收信號(hào)31與參照信號(hào)3的兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)，在這一點(diǎn)上與實(shí)施方式4同樣動(dòng)作。正如實(shí)施方式4的說明中所詳細(xì)敘述的那樣，波面干涉儀2作為轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作，將在聲波傳播部3c 中形成的折射率分布作為來自平面的波面形狀的紊亂變?yōu)楦缮鏃l紋的形式。在本實(shí)施方式中，被光束分離器8往y軸正方向反射，并在被反射鏡11反射時(shí)兩次通過聲波傳播部3c，被聚光至受光元件10的光束相當(dāng)于將在聲波傳播部3c中形成的折射率分布作為波面紊亂進(jìn)行傳輸?shù)墓馐煞?。此外，通過光束分離器8，在被處于χ軸正方向的反射鏡11反射之后由光束分離器8進(jìn)行反射，并被受光元件10捕捉到的光束成分，相當(dāng)于上述光束的波面干涉時(shí)的參照平面波。這樣，本實(shí)施方式的構(gòu)成與實(shí)施方式4的構(gòu)成同樣地進(jìn)行動(dòng)作。根據(jù)本實(shí)施方式，由于不需要參照平面29，因此能夠提供更加小型且易于調(diào)整光學(xué)元件的光學(xué)式聲相關(guān)器。此外，盡管在圖25中表現(xiàn)為使光束分離器8、聲波傳播部3c、兩平面鏡11相接觸， 但當(dāng)然也可以各自孤立地進(jìn)行配置。然而，如前所述，從來自受光元件10的電信號(hào)的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選采用圖25所示的結(jié)構(gòu)。此外，當(dāng)然接收信號(hào)31及參照信號(hào)32對(duì)聲波傳播部3c端部的各輸入方向與圖25所示的方向相比也可以翻轉(zhuǎn)設(shè)置。進(jìn)而，作為對(duì)比度的測量機(jī)構(gòu)，也可以與實(shí)施方式4同樣地采用使圖25所示的兩個(gè)平面鏡11的任意一個(gè)沿著光束行進(jìn)方向平行地進(jìn)行振動(dòng)的方法?；蛘?，與實(shí)施方式5同樣，通過使用圖M所示的雙頻線性偏振激光器的外差檢波也能夠?qū)崿F(xiàn)。在采用后者的結(jié)構(gòu)的情況下，只要將光束分離器8變更為偏振光束分離器，在偏振光束分離器與χ軸正方向的反射鏡11之間、以及偏振光束分離器與聲波傳播部3c之間或聲波傳播部3c與反射鏡11 之間插入1/8波長板，進(jìn)而在偏振光束分離器與聚光光學(xué)系統(tǒng)9之間插入偏振片即可。通過這種結(jié)構(gòu)，也可以與實(shí)施方式5同樣地生成差拍(beat)光。其中，只要偏振光束分離器的偏振軸，與從雙頻線性偏振激光器射出的兩個(gè)線性偏振光的任意一個(gè)的偏振面相一致， 偏振片的偏振軸相對(duì)于兩線性偏振光的偏振面保持45°的方位進(jìn)行配置即可。實(shí)施方式7接下來，說明本發(fā)明的第7實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器131與實(shí)施方式4相比不同點(diǎn)在于波面干涉儀2的結(jié)構(gòu)。以下，主要說明與實(shí)施方式4的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。圖沈是表示本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器131的裝置結(jié)構(gòu)的立體圖。相對(duì)于實(shí)施方式4的波面干涉儀2具有被分類為斐索干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、以及實(shí)施方式6的波面干涉儀2具有被分類為邁克爾遜·摩爾干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式的波面干涉儀2具有被分類為馬赫-曾德干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從單色光光源4射出的單色光5基于與實(shí)施方式4同樣的原理進(jìn)行波面干涉，干涉光的積分強(qiáng)度由受光元件10作為電信號(hào)進(jìn)行輸出。并且，通過測量其電信號(hào)的對(duì)比度來進(jìn)行接收信號(hào)31與參照信號(hào)32的信號(hào)相關(guān)，在這一點(diǎn)上與實(shí)施方式4及實(shí)施方式6同樣。如實(shí)施方式4的說明中詳細(xì)敘述那樣，波面干涉儀2作為轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作，將在聲波傳播部3c中形成的折射率分布作為來自平面波的波面形狀的紊亂變換為干涉條紋。在本實(shí)施方式中，通過處于光圈7后方的光束分離器8a之后透過聲波傳播部3c，并被處于緊后的反射鏡Ila向ζ軸正方向反射，且又被另一個(gè)光束分離器8b反射進(jìn)而聚光至受光元件 10的光束，相當(dāng)于將在聲波傳播部3c中形成的折射率分布作為波面的紊亂進(jìn)行傳輸?shù)墓馐煞?。此外，由光?緊后方的光束分離器8a向ζ軸正方向反射，并被反射鏡lib折返至χ軸正方向，再透過另一個(gè)光束分離器8b并被受光元件10捕獲的光束成分，相當(dāng)于上述光束的波面干涉時(shí)的參照平面波。如以上，本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器131與上述的實(shí)施方式4、及實(shí)施方式6同樣地進(jìn)行動(dòng)作。通過采用上述這種的結(jié)構(gòu)，由于與實(shí)施方式6同樣能夠省去參照平面29，因此能夠提供一種小型且易于調(diào)整光學(xué)元件的光學(xué)式聲相關(guān)器。此外，盡管在圖沈表現(xiàn)為兩個(gè)光束分離器8a、8b、聲波傳播部3c、兩個(gè)平面鏡11a、 lib在空間上孤立地存在，但也可以如圖27(a)那樣構(gòu)成使這些構(gòu)成要素相接觸。其中，如圖27(a)所示那樣，通過使作為兩個(gè)光束分離器8a、8b之間的光學(xué)連接元件發(fā)揮作用的反射鏡IlaUlb與新導(dǎo)入的棱鏡141的希望的端面接觸，從而能夠完全緊密地構(gòu)成這些構(gòu)成要素?；蛘撸ㄟ^對(duì)棱鏡141的希望的端面施以反射涂層也可以實(shí)現(xiàn)同樣的結(jié)構(gòu)。如實(shí)施方式4、6的說明中敘述的那樣，基于從受光元件10輸出的電信號(hào)的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)，優(yōu)選采用圖27(a)所示的結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)于作為本實(shí)施方式的波面干涉儀2的馬赫-曾德干涉儀的結(jié)構(gòu)，也可以采用圖27(b)所示的結(jié)構(gòu)。與圖27(a)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同樣，基于從受光元件10輸出的電信號(hào)的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)，優(yōu)選在圖27(b)的結(jié)構(gòu)中也構(gòu)成為使反射鏡IlaUlb 接觸棱鏡141的端面，使波面干涉儀2中的光路全部存在于光學(xué)媒介中。此外，在圖27(b) 的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，由于具有反映了聲波傳播部3c的折射率分布的波面形狀的光束沿著直線狀的路徑行進(jìn)，因此還有易于進(jìn)行各元件的光學(xué)調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。其中，在本實(shí)施方式中，接收信號(hào)31和參照信號(hào)32對(duì)聲波傳播部3c的兩個(gè)端部的輸入順序沒有特別限定，無論哪種順序都能發(fā)揮同樣的功能。再有，作為對(duì)比度的測量機(jī)構(gòu)，可以與實(shí)施方式4、6同樣，采用使兩個(gè)平面鏡11a、 lib的其中一個(gè)沿著光束行進(jìn)方向平行地進(jìn)行振動(dòng)的方法。或者，也可以如實(shí)施方式5那樣，采用通過使用了圖M所示的雙頻線性偏振激光器80的外差檢波來實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。例如，為了在圖27(a)的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行外差檢波，將光圈7緊后方的光束分離器8a 變換為偏振光束分離器，進(jìn)而在另一個(gè)光束分離器8b與聚光光學(xué)系統(tǒng)9之間插入偏振片即可。通過這種結(jié)構(gòu)能夠生成差拍光。不過，如果使偏振光束分離器的偏振軸與從雙頻線性偏振激光器射出的兩個(gè)線性偏振光的其中一個(gè)的偏振面方向一致、另外將所述偏振片的偏振軸配置成相對(duì)于兩線性偏振光的偏振面具有45°的方位，則也能夠生成良好的差拍光。實(shí)施方式8接下來，說明本發(fā)明的第8實(shí)施方式。本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器111與實(shí)施方式4的結(jié)構(gòu)相比不同點(diǎn)在于，具有平行配置的兩個(gè)聲波傳播部3a、3b，向其一方中輸入接收信號(hào)31，向另一方中輸入?yún)⒄招盘?hào)32。以下，主要說明與實(shí)施方式4的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。圖28表示本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器114的立體圖。如圖28所示，本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器114具備波面干涉儀2和聲波傳播部3a、3b。在以下的說明中，采用圖觀所示的xy坐標(biāo)。本實(shí)施方式中的光束的傳播路徑與實(shí)施方式4中的路徑完全相同，不同點(diǎn)在于在 Btrans路徑212中傳播光束通過兩個(gè)聲波傳播部3a、3b。向兩個(gè)聲波傳播部3a、;3b的一個(gè)中沿著y軸正方向輸入?yún)⒄招盘?hào)32，向另一個(gè)中沿著y軸負(fù)方向輸入接收信號(hào)31。圖四是本實(shí)施方式中的聲波傳播部3a、3b的俯視圖。圖四相當(dāng)于圖觀所示的聲波傳播部3a、3b的放大圖，兩圖的方位關(guān)系一致。圖四所示的聲波傳播部3a、!3b各自具有聲音媒介33、和配置在聲音媒介33的端面的疏密波生成部91及吸音器件92。兩個(gè)聲音媒介33被配置成大致平行。聲音媒介33 例如是具有矩形截面的柱狀。此外，疏密波生成部91及吸音器件92配置在聲音媒介33的彼此對(duì)置的面。這樣，本實(shí)施方式中的聲波傳播部3a、!3b具有與實(shí)施方式1中的聲波傳播部3a、3b同樣的結(jié)構(gòu)。具有時(shí)間波形f(t)的接收信號(hào)31以及具有時(shí)間波形r(t)的參照信號(hào)32的兩個(gè)電信號(hào)經(jīng)由疏密波生成部91輸入各個(gè)聲音媒介33。也就是說，疏密波生成部91配置在聲音媒介33的輸入電信號(hào)的端面。在本實(shí)施方式中，如圖四所示那樣，所輸入的接收信號(hào)31 及參照信號(hào)32從彼此相反的方向輸入。輸入至這些聲音媒介33的電信號(hào)是在聲音媒介33中沿著長邊方向傳播的疏密波。該疏密波是與圖四所示的聲音媒介33的長邊方向即y軸平行地行進(jìn)的平面波。按照該疏密波成為平面波的方式，設(shè)計(jì)聲音媒介33的截面形狀以及疏密波生成部91的構(gòu)造。根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器114進(jìn)行與實(shí)施方式4中的光學(xué)式聲相關(guān)器(圖16)完全同樣的動(dòng)作。在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D20所說明的內(nèi)容完全成立。 由受光元件10檢測經(jīng)由Btrans路徑212的光束和經(jīng)由Bre路徑的光束的干涉光，通過由對(duì)比度觀測部39觀測輸出信號(hào)14的對(duì)比度，判定兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)性。因此，在本實(shí)施方式中，對(duì)比度觀測部39也按照反射鏡11沿著χ方向進(jìn)行振動(dòng)的方式來控制。如以上所述，根據(jù)本實(shí)施方式，與實(shí)施方式4同樣，與接收信號(hào)31同步的參照信號(hào) 32、以及按照具有與參照信號(hào)32相同的振幅值的方式進(jìn)行了自動(dòng)增益調(diào)整之后的接收信號(hào)31作為疎密聲波輸入至聲波傳播部3a、!3b中。在構(gòu)成聲波傳播部3a、!3b的兩個(gè)聲音媒介 33中生成依賴于各個(gè)信號(hào)的折射率分布，各折射率分布之和經(jīng)由光束的波面形狀表現(xiàn)為干涉條紋。在受光元件10中將其積分強(qiáng)度變換為電信號(hào)，由對(duì)比度觀測部39觀測其對(duì)比度。 通過這種動(dòng)作，能夠?qū)崿F(xiàn)作為小型無源元件的光學(xué)式聲音信號(hào)相關(guān)器。其中，盡管在本實(shí)施方式中如圖四所示那樣，對(duì)于接收信號(hào)31及參照信號(hào)32向聲波傳播部3a、!3b的輸入而言，在聲音媒介33中傳播的各疏密波沿著y軸負(fù)/正方向行進(jìn)， 但是該位置關(guān)系也可以翻轉(zhuǎn)。也就是說，圖30A所示的聲波傳播部3a、3b的四個(gè)結(jié)構(gòu)全部可同樣地實(shí)現(xiàn)功能。作為聲波傳播部3a、3b的可能的結(jié)構(gòu)，還有圖30B所示的四種結(jié)構(gòu)。在圖30A的裝置構(gòu)成中，在接收信號(hào)31和參照信號(hào)32翻轉(zhuǎn)的瞬間的前后τ Λ4η)局部存在的脈沖狀 (全脈沖寬度為τΛ2η))的相關(guān)信號(hào)出現(xiàn)在從受光元件10輸出的輸出信號(hào)14中。另一方面，在圖30B所示的裝置結(jié)構(gòu)中，在接收信號(hào)31和參照信號(hào)32翻轉(zhuǎn)時(shí)從受光元件10輸出的輸出信號(hào)14中出現(xiàn)的脈沖狀的相關(guān)信號(hào)的全脈沖寬度為τ/2。因此，與圖30Α的結(jié)構(gòu)相比，在圖30Β的結(jié)構(gòu)中，全脈沖寬度被放大η倍。在由于構(gòu)成擴(kuò)展碼42的碼片寬度變短，因此無法獲得具有足夠脈沖寬度的相關(guān)信號(hào)的情況下，本結(jié)構(gòu)可卓越地發(fā)揮作用。此外，在圖觀所示的結(jié)構(gòu)中示出，在光束分離器8、波束阻止器12、參照平面四、 聲波傳播部3a、3b、反射鏡11之間插入空氣層。但是，也可以如圖31所示，使它們?nèi)拷佑|來配置。由于在參照平面四與聲波傳播部3a、!3b之間、以及聲波傳播部3a、!3b與反射鏡 11之間存在的空氣層的搖動(dòng)會(huì)作為干涉條紋出現(xiàn)，因此基于降低逆擴(kuò)展(解調(diào))之后的信號(hào)噪聲這一點(diǎn)，除去這些空氣層可發(fā)揮卓越的作用。當(dāng)然，在裝置整體的小型化方面，本結(jié)構(gòu)也有積極的作用。其中，為了防止接收信號(hào)31與參照信號(hào)32混在一起，優(yōu)選將疏密波傳播速度與聲音媒介33有很大差異的光學(xué)介質(zhì)插入兩個(gè)聲音媒介33之間。此外，盡管參照平面四作為與其他的光學(xué)系統(tǒng)獨(dú)立的光學(xué)元件進(jìn)行了說明，但也可以圖32所示那樣，以光束分離器8的光學(xué)面110(或者聲波傳播部3a、3b的面向光束分離器8側(cè)的光學(xué)面)來代替。在這種情況下，由于減少了光學(xué)元件的個(gè)數(shù)，因此其優(yōu)點(diǎn)在于可實(shí)現(xiàn)裝置的小型化以及易于進(jìn)行各元件的光軸調(diào)整。實(shí)施方式9接下來，說明本發(fā)明的第9實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器與實(shí)施方式8相比不同點(diǎn)在于，代替使用單色光光源4及反射鏡的振動(dòng)，使用以雙頻塞曼激光器為代表的雙頻線性偏振激光器80來進(jìn)行光外差檢波。以下，說明與實(shí)施方式8的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。圖33是表示本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器的示意結(jié)構(gòu)的圖。在圖33中，與圖 28所示的結(jié)構(gòu)相比，單色光光源4被置換為雙頻線性偏振激光器80，并且新插入了兩個(gè)光學(xué)元件。不過，在本實(shí)施方式中，對(duì)比度觀測部39不使反射鏡11振動(dòng)，僅進(jìn)行受光信號(hào)14 的對(duì)比度觀測。雙頻線性偏振激光器生成彼此頻率略有不同的兩個(gè)線性偏振光。將這兩個(gè)線性偏振光的各頻率差表示為ω。它們的偏振面在出射光線中正交。為此，在本實(shí)施方式中，如圖 33所示那樣，對(duì)參照平面四的χ軸負(fù)側(cè)的光學(xué)面施以偏振波選擇性的反射涂層84。反射涂層84的偏振波選擇性按照在其表面兩個(gè)線性偏振光的任意一個(gè)被反射、而另一個(gè)透過的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，在光束分離器25的聚光光學(xué)系統(tǒng)213側(cè)的光學(xué)面，插入相對(duì)于上述兩個(gè)線性偏振光的各偏振面具有45°的偏振軸的偏振片82。通過偏振片82之后，來自參照平面四的反射光束與在聲波傳播部3a、3b中對(duì)波面形狀進(jìn)行了調(diào)制的光束相干涉，產(chǎn)生干涉條紋。由于兩者的光束具有頻率差ω，因此干涉條紋不會(huì)改變強(qiáng)度分布而是作為整體以頻率ω明暗變化。因此，從受光元件10輸出的電信號(hào)14成為以頻率ω變動(dòng)的正弦波狀信號(hào)，通過應(yīng)用在實(shí)施方式8的說明中敘述的那種信號(hào)檢波方法能夠測量對(duì)比度。這樣，在本實(shí)施方式中，不使反射鏡11振動(dòng)，也能夠測量電信號(hào)14的對(duì)比度。通過由對(duì)比度觀測部39來觀測該對(duì)比度，能夠檢測接收信號(hào)31與相關(guān)信號(hào)32的相關(guān)性。其中，盡管在圖33中將偏振片82配置在光束分離器81和聚光光學(xué)系統(tǒng)9之間，但在聚光光學(xué)系統(tǒng)9的光學(xué)特性中沒有偏振波依存性的情況下，也可以將偏振片82配置在聚光光學(xué)系統(tǒng)9與受光元件10之間。
實(shí)施方式10接下來，說明本發(fā)明的實(shí)施方式10。本實(shí)施方式所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器122，其波面干涉儀2中的光學(xué)系統(tǒng)的配置與實(shí)施方式8的光學(xué)式聲相關(guān)器111不同。以下，主要說明與實(shí)施方式8的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。圖34是表示本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器122的裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。在圖34中， 對(duì)于與圖觀相同的構(gòu)成要素，使用相同的符號(hào)。相對(duì)于實(shí)施方式8的波面干涉儀2被分類為斐索干涉儀，本實(shí)施方式的波面干涉儀2被分類為邁克爾遜·摩爾干涉儀。從單色光光源4射出的單色光5基于與實(shí)施方式8同樣的原理進(jìn)行波面干涉，其積分強(qiáng)度由受光元件10作為電信號(hào)輸出。并且，通過測量該電信號(hào)的對(duì)比度來進(jìn)行接收信號(hào)31和參照信號(hào)32的信號(hào)相關(guān)，在這一點(diǎn)上與實(shí)施方式8進(jìn)行同樣的動(dòng)作。正如實(shí)施方式 8的說明中敘述的那樣，波面干涉儀2作為轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作，將在聲波傳播部3a、3b中形成的折射率分布作為偏離平面的波面形狀的紊亂變換為干涉條紋的形式。在本實(shí)施方式中， 由光束分離器8向y軸正側(cè)反射，被反射鏡11反射時(shí)兩次通過聲波傳播部3a、!3b并聚光至受光元件10的光束，相當(dāng)于傳輸由聲波傳播部3a、!3b形成的波面紊亂的光束成分。此外， 通過光束分離器8被處于χ軸正方向的反射鏡11反射之后被光束分離器8反射并且由受光元件10捕獲的光束成分，相當(dāng)于上述光束的波面干涉時(shí)的參照平面波。這樣，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式8的結(jié)構(gòu)進(jìn)行同樣的動(dòng)作。根據(jù)本實(shí)施方式，由于不需要參照平面29，因此能夠提供一種更加小型且易于調(diào)整光學(xué)元件的光學(xué)式聲相關(guān)器。其中，盡管在圖34中表現(xiàn)為使光束分離器8、聲波傳播部3a、3b、兩平面鏡11相接觸，但也可以使其獨(dú)立地進(jìn)行配置。然而，如上所述，基于來自受光元件10的電信號(hào)的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)，優(yōu)選采用圖34所示的結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)于接收信號(hào)31及參照信號(hào) 32向聲波傳播部3a、!3b端部的輸入方向而言，除了圖34示出的方向以外，這里還可以采用圖30A及圖30B中示出的方向。不過，正如實(shí)施方式8的說明中敘述的那樣，在圖30A的結(jié)構(gòu)和圖30B的結(jié)構(gòu)中，在來自受光元件10的輸出信號(hào)14中出現(xiàn)的脈沖狀相關(guān)信號(hào)的全脈沖寬度中存在差異。進(jìn)而，作為對(duì)比度的測量機(jī)構(gòu)，也可以與實(shí)施方式8同樣，采用使圖34所示的兩個(gè)反射鏡11的任意一個(gè)平行于光束行進(jìn)方向進(jìn)行振動(dòng)的方法。或者，也可以與實(shí)施方式9同樣，通過采用了圖33所示的雙頻線性偏振激光器80的外差檢波來實(shí)現(xiàn)。在采用后者的情況下，只要將光束分離器8變更為偏振光束分離器，在偏振光束分離器與χ軸正方向的反射鏡11之間、以及偏振光束分離器與聲波傳播部3a、!3b之間或聲波傳播部3a、!3b與反射鏡11 之間插入1/8波長板，進(jìn)而在偏振光束分離器與聚光光學(xué)系統(tǒng)9之間插入偏振片即可。通過這種結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式9同樣，能夠生成差拍光。其中，只要按照偏振光束分離器的偏振軸與從雙頻線性偏振激光器射出的兩個(gè)線性偏振光的任意一個(gè)的偏振面相一致、且偏振片的偏振軸相對(duì)于兩線性偏振光的偏振面具有45°的方位的方式進(jìn)行配置即可。實(shí)施方式11接下來，說明本發(fā)明的第11實(shí)施方式。本實(shí)施方式中的光學(xué)式聲相關(guān)器132與實(shí)施方式8相比，波面干涉儀2的結(jié)構(gòu)有所不同。以下，主要說明與實(shí)施方式8的不同點(diǎn)，省略重復(fù)內(nèi)容的說明。
圖35是表示本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器132的裝置結(jié)構(gòu)的立體圖。相對(duì)于實(shí)施方式4的波面干涉儀2具有被分類為斐索干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及實(shí)施方式6的波面干涉儀2具有被分類為邁克爾遜·摩爾干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，本實(shí)施方式的波面干涉儀2具有被分類為馬赫-曾德干涉儀的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從單色光光源4射出的單色光5，基于與實(shí)施方式4同樣的原理進(jìn)行波面干涉，干涉光的積分強(qiáng)度由受光元件10作為電信號(hào)輸出。并且，通過測量該電信號(hào)的對(duì)比度來進(jìn)行接收信號(hào)31與參照信號(hào)32的信號(hào)相關(guān)，在這一點(diǎn)上與實(shí)施方式8及實(shí)施方式10同樣。正如實(shí)施方式8中詳細(xì)敘述的那樣，波面干涉儀2作為轉(zhuǎn)換器進(jìn)行動(dòng)作，將在構(gòu)成聲波傳播部3a、3b的兩個(gè)聲音媒介33中形成的折射率分布作為偏離平面波的波面形狀的紊亂變換為干涉條紋。在本實(shí)施方式中，通過處于光圈7的緊后方的光束分離器8a之后透過聲波傳播部3a、3b，由其緊后方配置反射鏡Ila向ζ軸正方向反射且再被另一個(gè)光束分離器8b反射然后聚光至受光元件10的光束，相當(dāng)于將在聲波傳播部3a、3b中形成的折射率分布作為波面的紊亂傳輸?shù)墓馐煞帧４送?，由光?緊后方的光束分離器8a向ζ軸正方向反射被反射鏡lib折回至χ軸正方向再透過另一個(gè)光束分離器8b被受光元件10捕獲的光束成分，相當(dāng)于上述光束的波面干涉時(shí)的參照平面波。如以上，本實(shí)施方式的光學(xué)式聲相關(guān)器132與實(shí)施方式8及實(shí)施方式10的光學(xué)式聲相關(guān)器同樣動(dòng)作。通過采用以上的結(jié)構(gòu)，由于能夠與實(shí)施方式10同樣地省去參照平面29，因此能夠提供小型且易于調(diào)整光學(xué)元件的光學(xué)式聲相關(guān)器。其中，盡管在圖35中表現(xiàn)為兩個(gè)光束分離器8a、8b、聲波傳播部3a、3b、兩個(gè)平面鏡IlaUlb在空間上獨(dú)立地存在，但也可以如圖36(a)所示那樣構(gòu)成為使這些構(gòu)成要素相接觸。此外，如圖36(a)所示，使作為兩個(gè)光束分離器8a、8b之間的光學(xué)連接元件發(fā)揮作用的反射鏡IlaUlb接觸新導(dǎo)入的棱鏡141的希望的端面，從而能夠完全緊密地構(gòu)成這些構(gòu)成要素。或者，通過對(duì)棱鏡141的希望的端面進(jìn)行反射涂層也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的結(jié)構(gòu)。如實(shí)施方式8、10的說明中敘述的那樣，基于從受光元件10輸出的電信號(hào)的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)，優(yōu)選采用圖36(a)所示的結(jié)構(gòu)。此外，對(duì)于作為本實(shí)施方式的波面干涉儀2的馬赫-曾德干涉儀的結(jié)構(gòu)來說，也可以采用圖36(b)所示的結(jié)構(gòu)。與圖36(a)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)同樣，基于從受光元件10輸出的電信號(hào)的穩(wěn)定性和裝置的小型化的觀點(diǎn)，在圖36(b)的結(jié)構(gòu)中也優(yōu)選使反射鏡IlaUlb接觸棱鏡141的端面，使波面干涉儀2中的光路全部存在于光學(xué)媒介中。此外，在圖36(b)的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，由于具有反映了聲波傳播部3a、3b的折射率分布的波面形狀的光束沿著直線狀的路徑行進(jìn)，因此還有易于進(jìn)行各元件的光學(xué)調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。其中，與實(shí)施方式8、10同樣，在本實(shí)施方式中，接收信號(hào)31及參照信號(hào)32對(duì)聲波傳播部3a、3b的兩個(gè)端部的輸入方向沒有特別限定，圖30A及圖30B所示的任意結(jié)構(gòu)都可以應(yīng)用。不過，正如實(shí)施方式8的說明中所敘述的那樣，在圖30A的結(jié)構(gòu)和圖30B的結(jié)構(gòu)中， 在來自受光元件10的輸出信號(hào)14中出現(xiàn)的脈沖狀相關(guān)信號(hào)的全脈沖寬度中存在差異。再有，作為對(duì)比度的測量機(jī)構(gòu)，可以與實(shí)施方式8、10同樣采用使兩個(gè)平面鏡11a、 lib的任意一個(gè)平行于光束行進(jìn)方向進(jìn)行振動(dòng)的方法。或者，與實(shí)施方式9(圖33)同樣，通過使用了雙頻線性偏振激光器的外差檢波也能夠?qū)崿F(xiàn)。例如，為了在圖36(a)的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行外差檢波，只要將光圈7的緊后方的光束分離器8a變更為偏振光束分離器，進(jìn)而在另一個(gè)光束分離器8b與聚光光學(xué)系統(tǒng)9之間插入偏振片即可。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠生成差拍光。其中，如果按照使偏振光束分離器的偏振軸與從雙頻線性偏振激光器射出的兩個(gè)線性偏振光的任意一個(gè)的偏振面方向一致、另外使偏振片的偏振軸相對(duì)于兩線性偏振光的偏振面具有45°方位的方式進(jìn)行配置，能夠生成良好的差拍光。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器，由于能夠以光學(xué)方式檢測彼此具有任意形狀的時(shí)間波形的兩個(gè)信號(hào)的相似性，因此作為處理多個(gè)信號(hào)的無源相關(guān)器等是有用。此外， 由于從本發(fā)明所涉及的光學(xué)式聲相關(guān)器輸出的相關(guān)信號(hào)是進(jìn)行了定時(shí)控制的脈沖狀信號(hào)， 因此還可以應(yīng)用于脈沖波發(fā)生裝置、能進(jìn)行定時(shí)控制的任意脈沖信號(hào)生成器等的用途。符號(hào)說明1、101、111、112、113、114、115、116、121、122、123、131 光學(xué)式聲相關(guān)器2波面干涉儀3、3a、3b、3c 聲波傳播部4單色光光源5單色光6放大光學(xué)系統(tǒng)7 光圈8光束分離器9聚光光學(xué)系統(tǒng)10受光元件11、11a、lib 反射鏡12A 路徑13B 路徑14電信號(hào)28波束阻止器29參照平面31接收信號(hào)32參照信號(hào)33聲音媒介34 光束35 外界36入射時(shí)波面37出射時(shí)波面38 光線39對(duì)比度觀測部40 光源41 數(shù)據(jù)42擴(kuò)展碼
43被碼擴(kuò)展的信號(hào)44接收信號(hào)開始51參照信號(hào)開始61基于接收信號(hào)31的折射率分布62基于參照信號(hào)32的折射率分布64來自受光元件10的輸出信號(hào)71，94 固定臺(tái)72壓電振動(dòng)體80雙頻線性偏振激光器81偏振光束分離器82偏振片831/4 波長板84偏振波選擇性的反射涂層91疏密波生成部92吸音器件93板狀壓電振動(dòng)體IOOa 第 1 光束IOOb 第 2 光束110光學(xué)面141 棱鏡151a，151b載波生成電路152a，15 信號(hào)生成電路153a, 153b 調(diào)制器154a，154b 放大器155光學(xué)系統(tǒng)156聚光光學(xué)系統(tǒng)157受光元件158空間濾波器159a、159b 聲音媒介1510a、1510b 壓電振蕩器200光學(xué)系統(tǒng)2 IOBre 路徑212Btrans 路徑300接收系統(tǒng)301下變換器302自動(dòng)增益控制器303數(shù)據(jù)再現(xiàn)部304同步控制部305同步電路
306逆擴(kuò)展用碼串生成部
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)式聲相關(guān)器，其具備 光源；第1聲波傳播部，其具有透光性的第1聲波傳播媒介部，使與接收信號(hào)相應(yīng)的第1疏密波在所述第1聲波傳播媒介部中傳播；第2聲波傳播部，其具有透光性的第2聲波傳播媒介部，使與預(yù)先設(shè)定的參照信號(hào)相應(yīng)的第2疏密波在所述第2聲波傳播媒介部中傳播；光學(xué)系統(tǒng)，將從所述光源射出的光分離為第1光束及第2光束，使所述第1光束沿著與所述第1疏密波的傳播方向交叉的方向入射至所述第1聲波傳播部中，并且使所述第2光束沿著與所述第2疏密波的傳播方向交叉的方向入射至所述第2聲波傳播部中，產(chǎn)生透過所述第1聲波傳播部之后的所述第1光束以及透過所述第2聲波傳播部之后的所述第2光束的干涉光；受光部，其接收所述干涉光，輸出與所接收的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)；和相關(guān)判定部，通過觀測從所述受光部輸出的基于所述第1光束及所述第2光束的干涉光的電信號(hào)，來判定所述接收信號(hào)及所述參照信號(hào)有無相關(guān)。
2.一種光學(xué)式聲相關(guān)器，其具備 光源；聲波傳播部，其具有透光性的聲波傳播媒介部，使與接收信號(hào)相應(yīng)的第1疏密波、以及與預(yù)先設(shè)定參照信號(hào)相應(yīng)的第2疏密波在所述聲波傳播媒介部中沿著彼此相對(duì)的方向傳播；光學(xué)系統(tǒng)，將從所述光源射出的光分離為第1光束及第2光束，使所述第1光束沿著與所述第1疏密波及所述第2疏密波相交叉的方向入射至所述聲波傳播部中，且并不使所述第2光束入射至所述聲波傳播部中，產(chǎn)生透過所述聲波傳播部之后的所述第1光束及所述第2光束的干涉光；受光部，其接收所述干涉光，輸出與所接收的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)；和相關(guān)判定部，通過觀測從所述受光部輸出的基于所述干涉光的電信號(hào)，來判定所述接收信號(hào)及所述參照信號(hào)有無相關(guān)。
3.一種光學(xué)式聲相關(guān)器，其具備 光源；第1聲波傳播部，其具有透光性的第1聲波傳播媒介部，使與接收信號(hào)相應(yīng)的第1疏密波在所述第1聲波傳播媒介部中傳播；第2聲波傳播部，其具有透光性的第2聲波傳播媒介部，使與預(yù)先設(shè)定的參照信號(hào)相應(yīng)的第2疏密波在所述第2聲波傳播媒介部中傳播；光學(xué)系統(tǒng)，將從所述光源射出的光分離為第1光束及第2光束，使所述第1光束沿著與各疏密波的傳播方向交叉的方向入射至所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部中，且不使所述第2光束入射至所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部中，產(chǎn)生透過所述第 1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部之后的所述第1光束及所述第2光束的干涉光； 受光部，其接收所述干涉光，輸出與所接收的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)；和相關(guān)判定部，通過觀測從所述受光部輸出的基于所述干涉光的電信號(hào)，來判定所述接收信號(hào)與所述參照信號(hào)有無相關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述相關(guān)判定部在所述干涉光的強(qiáng)度為規(guī)定閾值以上的情況下判定為所述接收信號(hào)與所述參照信號(hào)處于相關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，在將以所述第1疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第1疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)、以及以所述第2疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第2疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)都設(shè)為X，將時(shí)間設(shè)為t時(shí)，按照在所述第1疏密波的折射率分布F(x、t)和所述第2疏密波的折射率分布R(x、t) 之間，在F(x，t0) =R(χ, t0)的關(guān)系成立的時(shí)刻t = t0所述干涉光的強(qiáng)度為最大的方式來構(gòu)成所述光學(xué)系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，在將以所述第1疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第1疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)設(shè)為X，將時(shí)間設(shè)為t時(shí)，按照在所述第1疏密波的折射率分布F(x、t)和所述第2疏密波的折射率分布R(x、t) 之間，在F(x，t0) =-R(χ, t0)的關(guān)系成立的時(shí)刻t = t0所述干涉光的強(qiáng)度為最大的方式來構(gòu)成所述光學(xué)系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，在將以所述第1疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第1疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)、以及以所述第2疏密波的發(fā)生點(diǎn)為原點(diǎn)以所述第2疏密波的傳播方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)都設(shè)為X，將時(shí)間設(shè)為t時(shí)，按照在所述第1疏密波的折射率分布F(x、t)和所述第2疏密波的折射率分布R(x、t) 之間，在F(x，t0) =-R(χ, t0)的關(guān)系成立的時(shí)刻t = t0所述干涉光的強(qiáng)度為最大的方式來構(gòu)成所述光學(xué)系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述光學(xué)系統(tǒng)具備光束分離器，其將從所述光源射出的光分離為所述第1光束和所述第2光束；和反射鏡，用于使被所述光束分離器分離出的所述第1光束及所述第2光束的至少一個(gè)光束反射。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述光源射出單色光，所述相關(guān)判定部通過使所述反射鏡振動(dòng)來改變所述第1光束及第2光束的至少一個(gè)光束到達(dá)所述受光部的光程，以判定所述電信號(hào)是否超過了預(yù)先設(shè)定的閾値，由此來判定所述第1信號(hào)和所述第2信號(hào)有無相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述相關(guān)判定部使所述反射鏡以所述單色光的1/2波長以上的振幅進(jìn)行振動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述光源射出彼此偏振面正交且彼此具有不同頻率的兩個(gè)光束，所述光學(xué)系統(tǒng)具有偏振光束分離器，其基于所述兩個(gè)光束的偏振面，將所述兩個(gè)光束分離為所述第1光束及所述第2光束；和偏振片，其使所述第1光束的偏振面以及所述第2 光束的偏振面相一致。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述第1光束及所述第2光束分別透過所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部從而波面形狀發(fā)生變化，所述相關(guān)判定部基于因所述第1光束的波面形狀和所述第2光束的波面形狀之間的差異引起的所述電信號(hào)，來判定所述第1信號(hào)與所述第2信號(hào)之間有無相關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述第1光束透過所述聲波傳播部從而波面形狀發(fā)生變化，所述相關(guān)判定部基于因所述第1光束的波面形狀與所述第2光束的波面形狀之間的差異引起的所述電信號(hào)，來判定所述第1信號(hào)與所述第2信號(hào)之間有無相關(guān)。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述第1光束透過所述第1聲波傳播部及所述第2聲波傳播部從而波面形狀發(fā)生變化，所述相關(guān)判定部基于因所述第1光束的波面形狀和所述第2光束的波面形狀之間的差異引起的所述電信號(hào)，來判定所述第1信號(hào)與所述第2信號(hào)之間有無相關(guān)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中， 所述光學(xué)系統(tǒng)具有邁克爾遜·摩爾型干涉儀的結(jié)構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中， 所述光學(xué)系統(tǒng)具有馬赫-曾德型干涉儀的結(jié)構(gòu)。
17.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中， 所述光學(xué)系統(tǒng)具有斐索型干涉儀的結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中， 所述第1疏密波及所述第2疏密波的傳播方向彼此平行。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中，所述第1疏密波及所述第2疏密波的傳播方向彼此平行且同向。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至3的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)式聲相關(guān)器，其中， 所述第1光束及所述第2光束在直到進(jìn)行干涉為止的期間不通過大氣中。
全文摘要
光學(xué)式聲相關(guān)器(1)具備光源(4)；第1聲波傳播部(3b)，其具有透光性的第1聲波傳播媒介部，使與接收信號(hào)(31)相應(yīng)的第1疏密波在第1聲波傳播媒介部中傳播；第2聲波傳播部(3a)，其具有透光性的第2聲波傳播媒介部，使與預(yù)先設(shè)定的參照信號(hào)(32)相應(yīng)的第2疏密波在第2聲波傳播媒介部中傳播；光學(xué)系統(tǒng)，將從光源(4)射出的光分離為第1光束(12)及第2光束(13)，使第1光束(12)入射至第1聲波傳播部(3b)中，并且使第2光束(13)入射至第2聲波傳播部(3a)中，產(chǎn)生透過第1聲波傳播部(3b)之后的第1光束及透過第2聲波傳播部(3a)之后的第2光束的干涉光；受光部(10)，其接收所述干涉光，輸出與接收到的光的強(qiáng)度相應(yīng)的電信號(hào)；和相關(guān)判定部(39)，通過觀測從受光部(10)輸出的電信號(hào)，來判定接收信號(hào)(31)與參照信號(hào)(32)之間有無相關(guān)。
文檔編號(hào)G02F3/00GK102472943SQ20118000270
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者寒川潮, 橋本雅彥 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社