Research of underwater acoustic lens for high-performance imaging SONAR system

• Project/Area Number: 20686059
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Naval and maritime engineering
• Research Institution: Independent Administrative Institution Port and Airport Research Institute
• Principal Investigator: MATSUMOTO Sayuri Independent Administrative Institution Port and Airport Research Institute, 施工・制御技術部, 研究官 (90317751)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000); Fiscal Year 2009: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2008: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
• Keywords: 水中視認 / 複合水中音響レンズ / 収束特性 / FDTD / Geometric skew ray analysis / 広角 / 低収差 / geometric skew ray / 集束特性 / FDTD法

Research Abstract

二次元の広角・高性能水中映像取得のための複合水中音響レンズとして、アクリル樹脂を用いて3群3枚構成、Fナンバー1.33の複合水中音響レンズを設計・製作した。水中音響レンズの性能評価法としてFDTD法、Geometric skew ray analysisの二手法について検討し、いずれも実験的な音響特性と概ね良い一致を示した。また、複数枚レンズ間の反射防止構造について実験的検討を行い、溝の特長に対する傾向は見えてきたが、詳細要件を詰めるまでには至っていない。

Research Products

• [Journal Article] 三次元水中映像取得装置の開発 (2010)
  • Author(s): 松本さゆり, 他6名
  • Journal Title: 海洋音響学会誌 37 Pages: 13-24
  • NAID: 130004840216
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 単一非球面レンズの収束特性に関する検討 (2010)
  • Author(s): 松本さゆり, 土屋健伸, 遠藤信行, 武山芸英
  • Journal Title: 超音波テクノ 22(1) Pages: 81-84
• [Journal Article] 四次元広角映像及び測量用ソーナーシステムの開発 (2010)
  • Author(s): 松本さゆり, 他7名
  • Journal Title: 海洋音響学会2010年度研究発表会講演論文集 Pages: 47-50
• [Journal Article] 水中音響レンズを用いた水中映像取得及び測量支援システム(4-DWISS)の開発 (2010)
  • Author(s): 野口孝俊, 鈴木紀慶, 松本さゆり, 片倉景義, 吉住夏輝, 白石哲也
  • Journal Title: 土木学会海洋開発論文集 26 Pages: 1293-1298
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging Performance Evaluation Method of Wide-View Underwater Acoustic Lens by Geometrical Skew Ray Analysis (2010)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, Norihide TAKEYAMA, Takenobu TSUCHIYA, Nobuyuki ENDOH
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. 49
  • NAID: 210000068947
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of four-dimension wide view imaging and surveying system (2010)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, 他8名
  • Journal Title: Proceedings of European Conference on Underwater Acoustics (CD-ROM)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 三次元水中映像取得装置の開発 (2010)
  • Author(s): 松本さゆり, 片倉景義, 吉住夏輝, 南利光彦, 武山芸英, 鈴木紀慶, 野口孝俊
  • Journal Title: 海洋音響学会誌 37 Pages: 13-24
  • NAID: 130004840216
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging Performance Evaluation Method of Wide-View Under water Acoustic Lens by Geometrical Skew Ray Analysis (2010)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, Norihide TAKEYAMA, Takenobu TSUCHIYA, Nobuyuki ENDOH
  • Journal Title: Jpn.J.Appl.Phys. 49
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 超音波式水中映像取得装置に用いる非球面音響レンズの集束特音場の周波数及び入射角特性 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり, 他5名
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告 US2008-80 Pages: 43-48
• [Journal Article] 水中映像取得装置の試作 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり, 他6名
  • Journal Title: 海洋音響学会誌 36 Pages: 91-94
  • NAID: 130004840214
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of Sound Pressure Distribution Analysis with Scale-Up Experiment for Small Ultrasonic Probe with Lens (2009)
  • Author(s): Takenobu TSUCHIYA, Sayuri MATSUMOTO, Fumitaka NAITOH, Mari TKAHASHI, Nobuyuki ENDOH
  • Journal Title: Jpn. J. Appl. Phys. 48
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 水中音響レンズを用いた超音波式三次元映像取得装置の開発 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり, 片倉景義, 吉住夏輝
  • Journal Title: 独立行政法人港湾空港技術研究所報告書 48(4) Pages: 53-70
  • NAID: 40017002494
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Investigation of Underwater Acoustic Lens Performance by Geometric Analysis (2009)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, Norihide TAKEYAMA, Takenobu TSUCHIYA, Nobuyuki ENDOH
  • Journal Title: Proceedings of USE09 Pages: 183-184
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 超音波式水中映像取得装置に用いる非球面音響レンズの集束特音場の周波数及び入射角特性 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり,他5名
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告 US2008-80 Pages: 43-48
• [Journal Article] 非球面音響レンズの収束音場の周波数特性及び入射角度特性の測定 (2009)
  • Author(s): 土屋健伸,松本さゆり,他4名
  • Journal Title: 日本音響学会講演論文集 CD-ROM)
• [Journal Article] FDTD法による非球面音響レンズの集束特性解析 (2008)
  • Author(s): 内藤史貴, 松本さゆり, 他3名
  • Journal Title: 海洋音響学会2009年度研究発表会講演予稿集 Pages: 33-36
• [Journal Article] 微小超音波プローブ先端用音響レンズの収束音場特性の解析と縮尺モデル実験 (2008)
  • Author(s): 土屋健伸, 松本さゆり, 他3名
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告 US2008-2 Pages: 1-6
  • NAID: 110006990775
• [Journal Article] 音響レンズの収束特性の精密計測 (2008)
  • Author(s): 進雄一, 松本さゆり, 他4名
  • Journal Title: 日本音響学会講演論文集 (CD-ROM)
• [Journal Article] 微小超音波プローブ開発用の音響レンズの基礎研究 (2008)
  • Author(s): 松本さゆり, 他4名
  • Journal Title: 日本音響学会講演論文集 (CD-ROM)
• [Journal Article] Precision measurement of convergence characteristic of single aspheric acoustic lens (2008)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, 他5名
  • Journal Title: Proc. of USE08 (CD-ROM)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 非球面音響レンズの収束音場の周波数特性及び入射角度特性の測定 (2008)
  • Author(s): 土屋健伸, 松本さゆり, 他4名
  • Journal Title: 日本音響学会講演論文集 (CD-ROM)
• [Journal Article] FDTD法による非球面音響レンズの集束特性解析 (2008)
  • Author(s): 内藤史貴,松本さゆり,他3名
  • Journal Title: 海洋音響学会2009年度研究発表会講演予稿集 Pages: 33-36
• [Journal Article] 微小超音波プローブ先端用音響レンズの収束音場特性の解析と縮尺モデル実験 (2008)
  • Author(s): 土屋健伸,松本さゆり,他3名
  • Journal Title: 電子情報通信学会技術研究報告 US2008-26 Pages: 1-6
  • NAID: 110006990775
• [Journal Article] 音響レンズの収束特性の精密計測 (2008)
  • Author(s): 進雄一,松本さゆり,他4名
  • Journal Title: 日本音響学会講演論文集 (CD-ROM)
• [Journal Article] 微小超音波プローブ開発用の音響レンズの基礎研究 (2008)
  • Author(s): 松本さゆり,他4名
  • Journal Title: 日本音響学会講演論文集 (CD-ROM)
• [Journal Article] Precision measurement of convergence characteristic of single aspheric acoustic lens (2008)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, 他5名
  • Journal Title: Proceedings of USE08 (CD-ROM)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of sound pressure distribution analysis with scale up experiment for small ultrasonic acoustic lens probe (2008)
  • Author(s): Fumitaka NAITOH, Sayuri MATSUMOTO, 他3名
  • Journal Title: Proceedings of USE08 (CD-ROM)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 四次元広角映像及び測量用ソーナーシステムの開発 (2010)
  • Author(s): 松本さゆり, 片倉景義, 吉住夏輝, 白石哲也, 南利光彦, 武山芸英, 鈴木慶紀, 野口孝俊
  • Organizer: 海洋音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2010-05-27
• [Presentation] 濁りで視界の狭い水中をリアルタイムで見る (2010)
  • Author(s): 松本さゆり
  • Organizer: 平成21年度新春講演会(国土総合政策研究所及び港湾空港技術研究所主催)
  • Place of Presentation: 国土総合政策研究所
  • Year and Date: 2010-01-15
• [Presentation] Investigation of Underwater Acoustic Lens Performance by Geometric Analysis (2009)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, Norihide TAKEYAMA, Takenobu TSUCHIYA, Nobuyuki ENDOH
  • Organizer: 超音波の基礎と応用に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-11-18
• [Presentation] Investigation of Underwater Acoustic Lens Performance by Geometric Analysis (2009)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, Norihide TAKEYAMA, Takenobu TSUCHIYA, Nobuyuki ENDOH
  • Organizer: 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
  • Place of Presentation: 同志社大学
  • Year and Date: 2009-11-18
• [Presentation] 超音波式3次元水中映像取得装置の開発 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり, 片倉景義, 吉住夏輝, 鈴木紀慶, 野口孝俊
  • Organizer: 防衛技術シンポジウム2009
  • Place of Presentation: グランドヒル市ヶ谷
  • Year and Date: 2009-11-10
• [Presentation] 超音波式3次元・リアルタイム映像取得及び測量装置の開発 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり
  • Organizer: 第44回海中海底工学フオーラム
  • Place of Presentation: 東京大学
  • Year and Date: 2009-10-09
• [Presentation] 水中音響レンズを用いた映像取得装置08の開発-水槽及び海上試験について- (2009)
  • Author(s): 松本さゆり, 吉住夏輝, 片倉景義, 鈴木紀慶, 野口孝俊
  • Organizer: 海洋音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-05-18
• [Presentation] 非球面音響レンズの収束音場特性の周波数特性と入射角度特性の測定 (2009)
  • Author(s): 土屋健伸, 松本さゆり, 進雄一, 内藤史貴, 高橋茉莉, 遠藤信行
  • Organizer: 日本音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-17
• [Presentation] 非球面音響レンズの収束音場の周波数特性及び入射角度特性の測定 (2009)
  • Author(s): 土屋健伸,松本さゆり,他4名
  • Organizer: 日本音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-03-17
• [Presentation] 超音波式水中映像取得装置に用いる非球面音響レンズの収束音場の周波数及び入射角度特性 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり, 進雄一, 内藤史貴, 土屋 健伸, 武山芸英, 遠藤信行
  • Organizer: 超音波研究会(応用音響/超音波)
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-01-29
• [Presentation] 超音波式水中映像取得装置に用いる非球面音響レンズの集束特音場の周波数及び入射角特性 (2009)
  • Author(s): 松本さゆり,他5名
  • Organizer: 超音波研究会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-01-29
• [Presentation] Precision measurement of convergence characteristic of single aspheric acoustic lens (2008)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, 他5名
  • Organizer: 超音波の基礎と応用に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2008-11-11
• [Presentation] Comparison of sound pressure distribution analysis with scale up experiment for small ultrasonic acoustic lens probe (2008)
  • Author(s): Fumitaka NAITOH, Sayuri MATSUMOTO, Mari TAKAHASHI, Takenobu TSUCHIYA, Nobuyuki ENDOH
  • Organizer: 超音波の基礎と応用に関するシンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2008-11-11
• [Presentation] Comparison of sound pressure distribution analysis with scale up experiment for small ultrasonic acoustic lens probe (2008)
  • Author(s): Fumitaka NAITOH, Sayuri MATSUMOTO, 他3名
  • Organizer: 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
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2008-11-11
• [Presentation] Precision measurement of convergence characteristic of single aspheric acoustic lens (2008)
  • Author(s): Sayuri MATSUMOTO, 他5名
  • Organizer: 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
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2008-11-11
• [Presentation] 音響レンズの収束特性の精密計測 (2008)
  • Author(s): 進雄一, 松本さゆり, 内藤史貴, 土屋健伸, 遠藤信行, 武山芸英
  • Organizer: 日本音響学会秋期研究発表会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] 微小超音波プローブ開発用音響レンズの基礎研究 (2008)
  • Author(s): 松本さゆり, 内藤史貴, 高橋茉莉, 土屋健伸, 遠藤信行
  • Organizer: 日本音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] 音響レンズの収束特性の精密計測 (2008)
  • Author(s): 進雄一,松本さゆり,他4名
  • Organizer: 日本音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] 微小超音波プローブ開発用の音響レンズの基礎研究 (2008)
  • Author(s): 松本さゆり,他4名
  • Organizer: 日本音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2008-09-10
• [Presentation] 微小超音波プローブ先端用音響レンズの収束音場特性の解析と縮尺モデル実験 (2008)
  • Author(s): 土屋健伸, 松本さゆり, 内藤史貴, 進雄一, 高橋茉莉, 遠藤信行
  • Organizer: 超音波研究会(水中音響)
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-08-29
• [Presentation] 微小超音波プローブ先端用音響レンズの収束音場特性の解析と縮尺モデル実験 (2008)
  • Author(s): 土屋健伸,松本さゆり,他3名
  • Organizer: 超音波研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-08-29
• [Presentation] FDTD法による非球面音響レンズの収束特性解析 (2008)
  • Author(s): 内藤史貴, 松本さゆり, 進雄一, 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行
  • Organizer: 海洋音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] 超音波式水中映像取得装置の開発に関する検討 (2008)
  • Author(s): 松本さゆり, 他5名
  • Organizer: 海洋音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Presentation] FDTD法による非球面音響レンズの集束特性解析 (2008)
  • Author(s): 内藤史貴,松本さゆり,他3名
  • Organizer: 海洋音響学会研究発表会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-05-29
• [Remarks] 松本さゆり, "超音波式3次元・リアルタイム映像取得及び測量装置の開発, "第44回海中海底工学フォーラム, 海中海底工学フォーラム実行委員会(2009. 10).
• [Remarks] 松本さゆり, 片倉景義, 吉住夏輝, 鈴木紀慶, 野口孝俊, "超音波式3次元水中映像取得装置の開発, "防衛技術シンポジウム2009, 防衛省技術研究本部(2009. 11).
• [Remarks] 松本さゆり, "濁りで視界の狭い水中をリアルタイムで見る, "平成21年度新春講演会, 国土総合政策研究所及び港湾空港技術研究所(2010. 1).
• [Remarks] 松本さゆり, "四次元広角映像及び測量用ソーナーシステムの開発, " 2010年第1回談話会, 海洋音響学会(2010. 6).
• [Remarks] 尚、平成21年度の研究成果は本課題に関する直接の成果の他に、研究内容の一部が反映されたものについても記述した。