音響ディジタル計測によるリアルタイム音響イメージングに関する研究

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K18084
• Research Institution: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• Principal Investigator: 大淵 武史 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, 応用科学群, 講師 (40582896)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 超音波御イメージング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では音響ディジタル計測により二次元リアルタイム音響イメージングを実現することを目的としている。本研究においては、音響ディジタル計測の研究を行うために、超音波送受信器のインパルス応答を改善することで超音波送受信特性を改善すること、また、小型化のために一部集積回路での実装を行い、その特性を確認することが計画されている。本年度は、音響ディジタル通信に用いる超音波送受信器の特性改善について取り組んだが、超音波送受信器の特性改善に至っていない。この原因として、当初想定していたインパルス応答改善モデルと実際の送受信機に乖離があることが考えられる。本年度は送受信器の特性改善と並行して、チップの集積回路化を見据えた研究を行った。超音波信号処理を行う演算増幅器を用いたフィルタの集積回路化に関する検討とレイアウト設計、試作した集積回路の測定に向けた準備を行った。演算増幅器を用いたフィルタでは、低周波数ローパスフィルタ構築に必要となるトランスコンダクタに関する検討を行い、トランジスタのしきい値電圧を入力電圧により制御する手法を用いることで線形入力範囲の改善を行った。また、提案システムの集積回路化に向けて、超音波信号処理を目的とした低周波用ローパスフィルタと、ローパスフィルタに使用するトランスコンダクタの集積回路化を行った。低周波用ローパスフィルタとトランスコンダクタは0.18umプロセスにて集積回路レイアウト設計を行い、チップ試作を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

平成２７年度の研究目標は超音波送受信器の特性改善と音響ディジタル通信システムに関する研究であり、平成２８年度の研究目標は音響ディジタル通信を応用した超音波イメージングに関する研究を行うことであった。しかしながら、超音波送受信器の特性改善が未だ実現しておらず、音響ディジタル通信システムに関する研究の進捗状況に遅れがある。また、システムの小型化を見据え、音響用フィルタの集積回路化に向けた設計とその測定に向けた準備に多くの時間を使用したことも進捗状況の遅れた原因となっている。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、本年度に引き続き超音波送受信器の特性改善に取り組む。超音波送受信器のインパルス応答改善モデルの再構築を行い、研究協力者および有識者の助言を頂きながら、実験による検証作業を繰り返し行う。システムの小型化を見据えた音響用フィルタの集積回路化とその特性計測については、既に集積回路設計および試作チップ測定についての実績がある研究協力者とともに実施する。

Causes of Carryover

物品購入は全て入札が行われるため、想定していた金額との差異が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

超音波送受信器の特性改善に関する研究を行うため、電子回路部品などの消耗品を購入する。