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光音響効果を用いた空中音源の生成

研究課題

研究課題/領域番号 16K14187
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機械力学・制御
研究機関早稲田大学

研究代表者

及川 靖広  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70333135)

研究分担者 池田 雄介  東京電機大学, 未来科学研究科, 助教 (80466333)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード音響情報・制御 / 光音響効果 / レーザ / プロジェクション / バーチャルリアリティ
研究成果の概要

本研究では、光音響効果を用いた音源生成の理論を確立し、最終的にはそれを気体中に適用することで任意の音源を再生可能な空中音源の生成を目指した。まず、理論・シミュレーション・実験による基礎検討を重点的に行い、照射する固体の熱容量や熱伝導率と再生音圧の関係などを確認した。次に、物体表面を音源位置とする音の再生を目指し、システム構築、実験を進め、音の発生を確認した。また、レーザを空中に散布した霧状の水滴等に照射することで、空中音源の実現を目指した。わずかな音ではあるが、音の発生を確認できた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光音響効果に着目し、これまでにない新しい形の音源生成手法を理論的にもシステムとしても確立した他に類を見ない試みである。発音位置に駆動系も電気系も要さず空間の任意の位置に音源を生成することができ、システムの制約の少ない音場再生が可能となる。音響測定、模型実験等の音源として非常に有効であるばかりか、バーチャルリアリティ、拡張現実、高臨場感コミュニケーションシステム等の音場再生においても応用が可能である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Optical visualization of a fluid flow via the temperature controlling method2018

    • 著者名/発表者名
      Tanigawa Risako, Ishikawa Kenji, Yatabe Kohei, Oikawa Yasuhiro, Onuma Takashi, Niwa Hayato
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 号: 14 ページ: 3273-3273

    • DOI

      10.1364/ol.43.003273

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time-directional filtering of wrapped phase for observing transient phenomena with parallel phase-shifting interferometry2018

    • 著者名/発表者名
      Yatabe Kohei, Tanigawa Risako, Ishikawa Kenji, Oikawa Yasuhiro
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 26 号: 11 ページ: 13705-13705

    • DOI

      10.1364/oe.26.013705

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous imaging of flow and sound using high-speed parallel phase-shifting interferometry2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ishikawa, Risako Tanigawa, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa, Takashi Onuma, and Hayato Niwa
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 43 号: 5 ページ: 991-994

    • DOI

      10.1364/ol.43.000991

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hyper ellipse fitting in subspace method for phase-shifting interferometry: Practical implementation with automatic pixel selection2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yatabe, Kenji Ishikawa, Yasuhiro Oikawa
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 23 ページ: 29401-29416

    • DOI

      10.1364/oe.25.029401

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acousto-optic back-projection: Physical-model-based sound field reconstruction from optical projections2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yatabe, Kenji Ishikawa, and Yasuhiro Oikawa
    • 雑誌名

      Journal of Sound and Vibration

      巻: 394 ページ: 171-184

    • DOI

      10.1016/j.jsv.2017.01.043

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 偏光高速度カメラによる音のイメージング計測2017

    • 著者名/発表者名
      及川靖広, 石川憲治, 大沼隼志
    • 雑誌名

      OplusE

      巻: 39 ページ: 264-268

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Simple, flexible, and accurate phase retrieval method for generalized phase-shifting interferometry2017

    • 著者名/発表者名
      Kohei Yatabe, Kenji Ishikawa, and Yasuhiro Oikawa
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America A

      巻: 34 号: 1 ページ: 87-96

    • DOI

      10.1364/josaa.34.000087

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Optical Visualization of Sound Source of Edge Tone using Parallel Phase-Shifting Interferometry2018

    • 著者名/発表者名
      Risako Tanigawa, Kenji Ishikawa, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa, Takashi Onuma, Hayato Niwa
    • 学会等名
      InterNoise2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of Sound Pressure inside Tube using Optical Interferometry2018

    • 著者名/発表者名
      Denny Hermawanto, Kenji Ishikawa, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa
    • 学会等名
      InterNoise2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical Visualization of Sound Field inside Transparent Cavity using Polarization High-Speed Camera2018

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ishikawa, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa, Takashi Onuma, Hayato Niwa
    • 学会等名
      InterNoise2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Seeing the sound we hear: Optical technologies for visualizing sound wave2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Oikawa, Kenji Ishikawa, Kohei Yatabe, Takashi Onuma, Hayato Niwa
    • 学会等名
      SPIE, Three-Dimensional Imaging, Visualization, and Display 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] COHERENCE-ADJUSTED MONOPOLE DICTIONARY AND CONVEX CLUSTERING FOR 3D LOCALIZATION OF MIXED NEAR-FIELD AND FAR-FIELD SOURCES2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Tachikawa, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] INFINITE-DIMENSIONAL SVD FOR ANALYZING MICROPHONE ARRAY2017

    • 著者名/発表者名
      Yuji Koyano, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing
    • 発表場所
      New Orleans, USA
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SIMULTANEOUS VISUALIZATION OF FLOW AND SOUND USING PARALLEL PHASE-SHIFTING INTERFEROMETRY2017

    • 著者名/発表者名
      R.Tanigawa, K.Ishikawa, K.Yatabe, Y.Oikawa, T.Onuma and H.Niwa
    • 学会等名
      Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Visualization of Flow-induced Sound using High-speed Polarization Interferometer2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ishikawa, Risako Tanigawa, Kohei Yatabe, Yasuhiro Oikawa, Takashi Onuma, Hayato Niwa
    • 学会等名
      Int. Conf. Flow Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical sensing of sound fields: Non-contact, quantitative, and single-shot imaging of sound using high-speed polarization camera2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Ishikawa, Kohei Yatabe, Yusuke Ikeda, Yasuhiro Oikawa, Takashi Onuma, Hayato Niwa, Minoru Yoshii
    • 学会等名
      5th Joint Meeting ASA/ASJ
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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