音響ホログラフィを用いる水中3次元撮像システムの開発

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555422
• Research Institution: YAMAGATA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 田村 安孝 山形大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40171904)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石原 知明 (株)三井造船昭島研究所情報エンジニアリング事業部, 主任研究員 ; 湯浅 哲也 山形大学, 工学部, 助手 (30240146) ; 赤塚 孝雄 山形大学, 工学部, 教授 (80091875)
• Keywords: 音響ホログラフィ / 水中3次元撮像 / トランスデューサアレイ / 高分子圧電膜 / 速度推定

Research Abstract

1.トランスデューサアレイの作製
2次元トランスデューサアレイを作製した。ガラスエポキシ基板上にCAMにより銅箔パターンを切削して電極を形成し、圧電ゴムシートを接着したトランスデューサを作製した。このトランスデューサをCAMでプリント基板を加工したベースに取り付けてアレイを構成した。この構成では、電極パターンの位置がトランスデューサの能動領域をきめるため、アレイの取付け精度を高くすることができた。
ロジック信号で直接駆動でき64chの駆動回路を新たに作製した。この回路はスイッチング周波数の上限10MHz、最大出力振幅100Vppである。この駆動回路を使用するため、駆動方式としてΔΣ変調方式を検討し、中心周波数300KHzの超音波の発生に使用できることを確認した。
試作した回路によりアレイを駆動し、中心周波数300KHzの正弦波をクロック周波数150KHzの2値信号で変調した超音波を送受信できることが確認できた。
2.移動補償方式の検討
相対的運動を利用する像再生方式について数値実験により偽造レベルと、計算の簡略化の影響を評価した。
3.高速演算装置の構成
実時間の画像再生用にDSPボードを撮像システムに組み込んだ。
4.性能向上の検討
再生像の中に現れる偽造のレベルを抑えるアレイ配置と、配置を検討した。その結果、送波子アレイの半径を小さく、受波子アレイの半径を大きくする場合に、1回の送受信でも良好な画像が得られることがわかった。

Research Products

• [Publications] 赤塚修: "多次元信号処理を用いる音響センサの符号化 -2次元ΔΣ変調による2次元アレイの駆動-" 計測自動制御学会学術講演会予稿集. 36. 887-888 (1997)
• [Publications] 川上直哉: "多次元ΔΣ変調とオーバサンプリング技術を用いた高分子密アレイトランスデューサの開発" 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム予稿集. 18. 87-88 (1997)
• [Publications] Yasutka Tamura: "Wavefront Generation Using a Dense Array and Multidimensional ΔΣ Modulation" Jpn. J. Appl. Phys.36. 3053-3056 (1997)