| Project/Area Number |
22K18809
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
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| Keywords | 計測工学 / 超精密計測 / 画像計測 / 光工学・光量子科学 / 3次元画像 / ホログラフィ / 位相計測 / 高速度イメージング / 可視化技術 / 音波 / スペクトロスコピ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，音波を構成する周波数ごとに，その動的変化をナノメートルオーダで動画像として計測が可能な技術を創生する．そのために，3次元画像表示技術であるホログラフィを応用することで本技術を創生する．本技術では，音波を物体としてそのホログラムを高速度カメラで記録する．記録したホログラム動画像に対してコンピュータで音波を数値再構成する．また，音波を構成する周波数ごと分解し，各周波数成分の音波が伝搬する様子の動画像を再生する．創生技術の実証システムを設計し構築する．また，構築したシステムにより，物体から発する音波にたいして，その音波を構成する周波数ごとに動画像計測を行い，本計測法の能力を評価する．
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| Outline of Final Research Achievements |
A holography-based measurement method was developed and a demonstration system was constructed to create a technology that can measure the propagation of sound waves and their component frequencies in movies on the nanometer order. Using the system, we recorded movies of sound waves emitted from multiple speakers, and succeeded in separating and reconstructing the propagation of each sound wave.
In addition, as an application of the created technique, we extracted movies of only the propagation of sound waves from movies of sound propagating through a fluctuating medium. The sound wave propagation in compressed gas emitted from a spray nozzle was recorded as a movie, and only the propagation of the sound wave was successfully identified, separated, and reconstructed from the movie.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでの音波イメージングでは，音の伝搬の様子の動画像記録ができていたが，音の種類による分別はできなかった．本研究で創生した計測方法では，音波の伝搬をナノメートルオーダかつ周波数成分毎にその伝搬を動画像再構成できる新しい方法であり学術的意義が大きい．本法は，稼働中の種々の機械から発せられる超音波の計測や超音波を用いた検査装置の評価に応用できるために，安全なものづくりに貢献でき，社会的意義も大きい．
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