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音響レンズを利用した水中監視用実時間高分解能映像装置開発の研究

研究課題

研究課題/領域番号 18760624
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 船舶海洋工学
研究機関独立行政法人港湾空港技術研究所

研究代表者

松本 さゆり  独立行政法人港湾空港技術研究所, 施工・制御技術部, 任期付研究員 (90317751)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2007年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2006年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
キーワード水中音響レンズ / 音線理論 / PE法 / 映像装置
研究概要

音響レンズを用いた実時間画像取得装置を開発することを目標として、主に水中音響レンズの設計・製作、そのレンズに対し解析的・実験的に性能の比較を行ってきた。
1. 像ボケの少ない水中音響レンズとするための検討
A.ボケの原因となる屈折率の変動について
レンズ部材(ここではアクリル)の屈折率の水温への依存性を18年度に取得し、設計要件のひとつとして盛り込むことが可能となった。19年度においては、より適切な水中音響レンズ部材の調査を開始した。引き続き調査を継続する。
B.ボケの原因となる複数枚レンズ間での多重反射を低減について
平成18年度特定萌芽的研究からの引き続きであるが、光学分野で効果を上げているレンズ部材の表面に凹凸パターンを施す方法について、いくつか条件を変えて水中音響レンズにも充分な効果があることを明らかにした。レンズ表面への実装に向けてさらに詳細検討を継続する。
2. 水中音響レンズに設計法の確立
光学系レンズ設計ソフトを用いた幾何光学(音響学)的設計によるレンズの収束特性と、波動解析的・実験的な収束特性とは合致しないことが知られている。そこで、昨年度に引き続きレンズBを用いて詳細な音場計測と波動的解法との結果が良く一致することを確認した後、音線追跡法により詳細に検討を行ったところ、収束特性のズレが幾何音線的にかなり正確に予測できそうであると分かった。
3. 受波器アレイの設計・試作
光学的レンズ設計法に従うと、レンズ後方の音場を3次元的に捉えることで、結像性能を評価できることが分かった。実験で使用しているニードルハイドロホン(センサ部の直径1.0mm)、前述のセンサを保持する3軸ステージの移動ピッチ0.5mmであり、受波器をアレイ化するよりも空間サンプリングが高いと考えられる。よって、ここでは設計・試作は実施せず、受波器アレイの設計目標値を得るのみとした。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Underwater Acoustic Lens Margin Test for Aperture Diameter and Incident Angle Limitation2007

    • 著者名/発表者名
      Sayuli MATSUMOTO, Takenobu TSUCHIYA, Tetsuo ANADA and Nobuyuki ENDOH
    • 雑誌名

      Proceedings(CD-ROM)of 2nd Underwater Acoustics Measurements in Heraklion, Crete, GREECE

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relation between Aperture Diameter and Incident Angle of Underwater Acoustic Lens2007

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki ENDOH, Sayuri MATSUMOTO, Takenobu TSUCHIYA and Tetsuo ANADA
    • 雑誌名

      Proceedings(CD-ROM)of 19th ICA in Madrid

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Underwater Acoustic Lens Convergence Measurement-Converged Point and Beam Diameter at its Point-2007

    • 著者名/発表者名
      Sayuri MATSUMOTO, Yuichi SHIN, Takenobu TSUCHYA, Tetsuo ANADA, Nobuyuki ENDOH and Norihide TAKEYAMA
    • 雑誌名

      超音波の基礎と応用に関するシンポジウム07講演論文集

      ページ: 479-480

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 水中音響レンズの収束特性-入射角と像ボケの関係-2007

    • 著者名/発表者名
      松本さゆり, 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行
    • 雑誌名

      海洋音響学会講演論文集

      ページ: 57-60

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 音響レンズ材の音速の温度依存性の精密計測2007

    • 著者名/発表者名
      進雄一, 松本さゆり, 土屋健伸, 遠藤信行
    • 雑誌名

      海洋音響学会講演論文集

      ページ: 25-28

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] 水中音響レンズシステムの収束特性の計測2007

    • 著者名/発表者名
      松本さゆり, 武山芸英, 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 US07-33

      ページ: 31-36

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Characteristics of Underwater Aspherical Acoustic Lens Calculated by Parabolic Equation Method2006

    • 著者名/発表者名
      Sayuri MATSUMOTO, Takenobu TSUCHIYA, Tetsuo ANADA, Nobuyuki ENDOH
    • 雑誌名

      Proceedings of 8th European Conference on Underwate Acoustics Vol. 1

      ページ: 57-62

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 水中音響レンズシステムの収束特性の計測2006

    • 著者名/発表者名
      松本さゆり, 多田雅史, 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行
    • 雑誌名

      海洋音響学会講演論文集

      ページ: 31-34

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 水中音響レンズシステムの収束特性-計測結果と数値計算との比較-2006

    • 著者名/発表者名
      松本さゆり, 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術報告 US06-33

      ページ: 15-19

    • NAID

      10018235382

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 水中音響レンズの数値解析-音線追跡法と波動的解法との比較-2006

    • 著者名/発表者名
      松本さゆり, 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行
    • 雑誌名

      日本音響学会講演論文集 II

      ページ: 1001-1002

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 実時間高分解能映像装置用水中音響レンズの波動的解析2006

    • 著者名/発表者名
      松本さゆり, 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行
    • 雑誌名

      超音波の基礎と応用に関するシンポジウム06講演論文集

      ページ: 29-30

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [産業財産権] 音響レンズを用いた映像取得装置2008

    • 発明者名
      松本さゆり
    • 権利者名
      港湾空港技術研究所
    • 産業財産権番号
      2008-047401
    • 出願年月日
      2008
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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