2022 Fiscal Year Annual Research Report
Performance Improvement of Acoustophoretic Volumetric Display through the Optimization of Acoustic Hologram
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21K14103
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
伏見 龍樹 筑波大学, 図書館情報メディア系, 助教 (60890944)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 音響浮揚 / 音響ホログラム / 音響立体ディスプレイ / 超音波 / 実験的最適化 / 自動微分 / 画質改善 / 振動子駆動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、音響ホログラム最適化を通して音響立体ディスプレイの性能向上を目指すプロジェクトであり、以下の3つの主要な成果を達成しました。
【A: ホログラム最適化手法の拡張】音響ホログラムの最適化アルゴリズムを開発し、空中超音波において音場の振幅と位相を同時に制御できることを実証しました。この成果は音響装置の開発において重要な指針となり、専門書や論文での発表（一部審査中）中です。また、アルゴリズムの開発において得られた知見は、今後の音響装置開発において重要な基盤となります。
【B: 更新速度の向上】空中超音波において自動的に物体を移動させる新規現象を発見し，詳細に解析しました。これにより、振動子の位相設定を高速変更せずに物体を移送できるシステムが開発可能となり、音響立体ディスプレイの新たな運用モードとして活用されることが期待されます。3次元操作への拡張が期待されており、特許申請や論文投稿が進行中です。この発見は幅広い分野での応用が期待され、国内外の研究グループとの協力を進めて研究を今後も進める予定です。
【C: 画質の向上】最適化を行いながら音圧や位相を記録するシステムを開発し、実験的にターゲットを達成することに成功しました。また、平衡位置を光学的に捕捉し、修正することにも成功しました。ニューラルネットワークの開発には至りませんでしたが、平衡位置の最適化が可能となったことで，画質向上に資するシステムを開発を行いました。これらの成果は、今後の音響立体ディスプレイやその他の科学領域での応用が期待されています。
総じて、本研究プロジェクトは音響ホログラム技術を通して音響立体ディスプレイの発展に繋がる重要な成果を達成し，計3稿（発表済み1件，査読中2件）の論文と専門書（一章）の発表に至りました．
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