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非線形特性を用いるエッジ接続型2次元アクチュエータアレイ

Research Project

Project/Area Number 17040005
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

田村 安孝  山形大学, 工学部, 教授 (40171904)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 柳田 裕隆  山形大学, 工学部, 助手 (80323179)
小山 清人  山形大学, 工学部, 教授 (60007218)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2006: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsアクチュエータアレイ / 2次元アレイ / 駆動方式 / ΔΣ変調 / 静電型アクチュエータ / スマートアクチュエータ / エッジ接続アレイ / 非線型
Research Abstract

多次元符号化処理回路の実装、システムの構築と評価を行なった。
1.2次元アクチュエータアレイの試作
静電型アクチュエータの2次元アレイを試作した。素子数12×12(=144)素子でオーディオ帯域の変位を発生させるマトリクス型アレイである。また,これとは別にオーディオ帯域の指向性形成用の2次元サーキュラーアレイも作製した。
2.駆動信号発生方式の検討
基本となる,単一周波数でのアクチュエータアレイ駆動方式を数値シミュレーションにより検討した。その結果,差周波数駆動により,アレイ面上で1点に収束する波動を形成できることを確認した。1つの応用として,収束音場の発生のシミュレーションを行い,連続波を指定した角度に収束可能なことを確認した。
また,駆動回路を簡素化するための2値化の方式としてΔΣ変調方式を検討し,受動的低域通過フィルタとの組み合わせにより駆動信号を生成できることを確認した。また,より効率の高い駆動方式として,駆動信号を時間と空間に関する2次元信号として把握して処理する2次元ΔΣ変調も検討した。変調の高次化と空間的低域通過フィルタの併用により,理論的には100dB程度のSN比向上が可能なことを確認した。
3.評価システムの構築
既にある超音波二軸走査装置によりセンサを走査してアクチュエータアレイの周波数特性、指向性などの特性データを収集するシステムを構築した。
4.多次元符号化システムの構成
多次元符号化と素子の駆動を行なうシステムを構築した。符号化送信用の駆動装置は現有品を使用した。
5.2次元指向性形成の実験、システムの評価
試作したシステムを用いて2次元変位形成の実験を行った。試作アクチュエータアレイが非線形効果により差周波数の変位を生成していることを確認した。また,目的とする変位パターンを2次元ΔΣ変調により発生できることを確認した。指向性形成の実験では,理論値と同程度のビーム幅が得られた。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2006 2005

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] 3次元超音波撮像用像再生演算ハードウェァ2006

    • Author(s)
      佐藤 啓一
    • Journal Title

      高速信号処理応用技術学会誌 9-2

      Pages: 43-49

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 超音波変調パルス照射によるサブハーモニック成分発生に関する基礎検証2006

    • Author(s)
      舞草 伯秀
    • Journal Title

      電子情報通信学会技術研究報告,MI(医用画像) 105-580

      Pages: 41-44

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 非線形特性を用いるエッジ接続型2次元アクチュエータアレイ2006

    • Author(s)
      田村 安孝
    • Journal Title

      ブレイクスルーを生み出す次世代アクチュエータ研究第3回シンポジウム資料

      Pages: 121-124

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 高次数2次元ΔΣ変調とサーキュラスピーカアレイによる収束音場形成2005

    • Author(s)
      岡部智仁
    • Journal Title

      日本音響学会春季研究発表会講演論文集

      Pages: 627-628

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 3次元超音波撮像システムによる動態の可視化2005

    • Author(s)
      田村安孝
    • Journal Title

      可視化情報学会誌 25・99

      Pages: 24-29

    • NAID

      130003650228

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] セカンドハーモニック成分を考慮したサブハーモニックイメージング2005

    • Author(s)
      舞草 伯秀
    • Journal Title

      MEDICAL IMAGING TECHNOLOGY 23-5

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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