| 研究課題/領域番号 |
10450157
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
計測工学
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
田村 安孝 山形大学, 工学部, 教授 (40171904)
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| 研究分担者 |
湯浅 哲也 山形大学, 工学部, 助教授 (30240146)
赤塚 孝雄 山形大学, 工学部, 教授 (80091875)
小山 清人 山形大学, 工学部, 教授 (60007218)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1999年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1998年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
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| キーワード | 多次元信号処理 / 超音波アレイセンサ / Δ-Σ変調 / 指向性制御 / 高分子圧電トランスデューサ / 3次元撮像 |
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| 研究概要 |
1.超音波アレイセンサの作製プロセスの開発
パターン電極上に高分子薄膜上を積層した構造の超音波アレイセンサの作製プロセスを開発し、3次元撮像用の2次元アレイを試作した。アレイセンサは比帯域が200%と広帯域であることを確認した。
2.信号処理LSIの開発
実数値や多ビット信号で与えられた波面を多次元量子化し、得られる高密度の1ビット群を同期して出力する符号化システム用のLSIの設計を行った。
3.多次元オーバサンプリング符号化方式の確立
超音波センサの場合に重要となる音場伝搬による空間的帯域制限フィルタの特性と、時間サンプリング周波数、アレイ間隔と量子化雑音レベルの関連を明らかにした。また、アレイの配置間隔を拡げるためのデシメーション処理を導入した。
4.指向性制御の実験、システムの評価、今後の展望
センサアレイを超音波撮像システムに組み込み、性能評価実験を行った。その結果、水中や生体模倣媒質中での物体のエコー像を再生可能であった。発生される音響波の強度、システムの空間分解能、画質なども評価し、システム全体の性能向上の方策を検討した。
評価実験では、空間分解能は理論値通りの値が得られた。一方、視野角は全角20゜と狭く、画像のダイナミックレンジも12dBと実用的な観点からは低い値であった。この問題は素子数と素子配置密度の増加とともに、像再生の点拡がり関数の不要ピークを減らす信号処理手法の開発により実現されると考えている。さらに、本研究の過程で、多素子の2次元アレイを極めて低コストで実現する手法の着想が得られた。
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