水中音響映像装置小型化のためのフレキシブル音響レンズの開発

• 研究課題/領域番号: 22760641
• 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: 神奈川大学
• 研究代表者: 土屋 健伸 神奈川大学, 工学部, 准教授 (50291745)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 海洋探査 / 機器 / 音響レンズ / 平面音響レンズ / フォノニッククリスタル / 水中映像取得 / 負の屈折率 / 弾性FDTD法 / フレキシブル音響レンズ / 平面形状レンズ / フォノニック結晶構造 / FDTD法

研究概要

本研究の目的は水中の映像を取得する音響装置に使用される音響レンズを任意形状とする設計手法を確立することである.そのため,フォノニック結晶構造を用いた平面状音響レンズを設計した.平面音響レンズの基礎特性を得るためにプロトタイプとしてスケールサイズを変えた平面音響レンズの実機を製作した.本研究ではプロトタイプレンズによって集束された水中音場を測定した.さらに数値解析手法である時間領域差分法を用いて集束音場を解析し,レンズとしての基礎特性である焦点位置とビーム幅を得た.実験結果と解析結果を比較したところ,良い一致が得られたことから平面状音響レンズの設計手法を確立できたと言える.

研究成果

• [雑誌論文] Basic Study of Properties of Planate Acoustic Lens Constructed with Phononic Crystal Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya, T. Anada, N. Nobuyuki, S. Matsumoto, K. Mori
  • 雑誌名: Jpn. J. Apl. Phys 巻: Vol.51, No.7(B)
  • NAID: 210000141012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic Study of Properties of Planate Acoustic Lens Constructed with Phononic Crystal Structure (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Tsuchiya, T.Anada, N.Nobuyuki, S.Matsumoto, K.Mori
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: Vol.51,No.7(to be published)
  • NAID: 210000141012
  • 査読あり
• [雑誌論文] 数値解析を用いた南極海浅海内の音波伝搬シミュレーション-観測線Lの冬期伝搬特性- (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 松本さゆり, 穴田哲夫, 遠藤信行
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌 巻: J94-A No.11 ページ: 862-869
  • NAID: 110008762182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Convergence Performance Analysis of Aspherical Acoustic Lens Applied to Ambient Noise Imaging in Actual Ocean Experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 雑誌名: Jpn. J. Apl. Phys 巻: Vol.50, No.7
  • NAID: 210000139355
  • 査読あり
• [雑誌論文] シングアラウンド法を用いた音響レンズ材の音速の温度依存性の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 遠藤信行, 松本さゆり, 森和義
  • 雑誌名: 海洋音響学会誌 巻: 38巻4号 ページ: 195-201
  • NAID: 130005129816
  • 査読あり
• [雑誌論文] 数値解析を用いた南極海浅海内の音波伝搬シミュレーション-観測線Lの冬期伝搬特性- (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 松本さゆり, 穴田哲夫, 遠藤信行
  • 雑誌名: 電子情報通信学会論文誌A 巻: J94-ANo.11 ページ: 862-869
  • NAID: 110008762182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design and Convergence Performance Analysis of Aspherical Acoustic Lens Applied to Ambient Noise Imaging in Actual Ocean Experiment (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, and N. Endoh
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 50 号: 7S ページ: 07HG09-07HG09
  • DOI: 10.1143/jjap.50.07hg09
  • NAID: 210000139355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Pulse Wave Propagation in Lutzow-Holm Bay of the Antarctic Ocean Calculated by the Parabolic Equation Method (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuhciya, S. Matsumoto T. Anada and N. Endoh
  • 雑誌名: Jpn. J. Apl. Phys 巻: Vol.48, No.7 ページ: 7-14
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Target Range Estimation Us Imaging with Acoustic Lens (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 雑誌名: Jpn. J. Apl. Phys 巻: Vol.48, No.7 ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Performance Evaluation Method of Wide-View Underwater Acoustic Lens by Geometrical Skew Ray Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto, N. Takeyama, T. Tsuchiya, and N. Endoh
  • 雑誌名: Jpn. J. Apl. Phys 巻: Vol.48, No.7 ページ: 2-7
  • NAID: 210000068947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Analysis of Pulse Wave Propagation in Lutzow-Holm Bay of the Antarctic Ocean Calculated by the Parabolic Equation Method (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tushciya, S.Matsumoto T.Anada, N.Endoh
  • 雑誌名: Jpn.J.Apl.Phys. 巻: 48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Target Range Estimation Using Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens (2010)
  • 著者名/発表者名: K.Mori, H.Ogasawara, T.Nakamura, T.Tsuchiya, N.Endoh
  • 雑誌名: Jpn.J.Apl.Phys. 巻: 48
  • NAID: 210000068946
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Performance Evaluation Method of Wide-View Underwater Acoustic Lens by Geometrical Skew Ray Analysis (2010)
  • 著者名/発表者名: S.Matsumoto, N.Takeyama, T.Tsuchiya, N.Endoh
  • 雑誌名: Jpn.J.Apl.Phys. 巻: 48
  • NAID: 210000068947
  • 査読あり
• [学会発表] フォノニック結晶構造を用いた平面音響レンズの特性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行, 松本さゆり, 森和義
  • 学会等名: 日本音響学会2012年度春季研究発表
  • 発表場所: 神奈川大学横浜キャンパス,横浜
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] フォノニック結晶構造を用いた平面音響レンズの特性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行, 松本さゆり, 森和義
  • 学会等名: 日本音響学会2012年度春季研究発表会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2012-03-14
• [学会発表] フォノニック結晶構造による平面音響レンズの基礎特性に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行, 松本さゆり, 森和義
  • 学会等名: The 32nd Symposium on UltraSonic Electronics
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念会館,京都
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] フォノニック結晶構造による平面音響レンズの基礎特性に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行, 松本さゆり, 森和義
  • 学会等名: The 32^<nd> Symposium on UltraSonic Electronics
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-11-09
• [学会発表] Basic Study of Property of Planate Acoustic Lens constructed with Phononic Crystal Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: TSUCHIYA, T. ANADA, N. ENDOH
  • 学会等名: IEEE Ultrasonics Symposium
  • 発表場所: Caribe Royale All-Suite Hotel
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] Basic Study of Property of Planate Acoustic Lens constructed with Phononic Crystal Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: T.TSUCHIYA, T.ANADA, N.ENDOH
  • 学会等名: IEEE Ultrasonics Symposium 2011
  • 発表場所: オーランド,アメリカ
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] 水中音響における音波伝搬の時間領域解析-音響レンズ解析を中心に- (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 遠藤信行
  • 学会等名: 日本音響学会2011年度秋季研究発表会(招待講演)
  • 発表場所: 島根大学
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] 水中音響における音波伝搬の時間領域解析-音響レンズ解析を中心に- (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 遠藤信行
  • 学会等名: 日本音響学会2011年度秋季研究発表会
  • 発表場所: 島根(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] ソニック結晶構造を利用した試作平面音響レンズの収束音場の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行松本さゆり, 森和義
  • 学会等名: 2011年度海洋音響学会研究発表会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-29
• [学会発表] ソニック結晶構造音響レンズの収束音場の測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 土屋健伸, 穴田哲夫, 遠藤信行, 松本さゆり, 森和義
  • 学会等名: 日本超音波医学会第84回学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-22
• [学会発表] Numerical Analysis of Propagated Pulse Wave in Lutzow-Holm Bay of the Antarctic Ocean Calculated by the Parabolic Equation Method (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Tsuchiya, N.Endoh
  • 学会等名: 10th European Conference on UNDERWATER ACOUSTICS
  • 発表場所: Turkey Penaissance Polat Istanbul Hotel
  • 年月日: 2010-07-08
• [学会発表] Numerical Analysis of Propagated Pulse Wave in L. tzow-Holm Bay of the Antarctic Ocean Calculated by the Parabolic Equation Method (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Tsuchiya, N. Endoh
  • 学会等名: 10th European Conference on UNDERWATER ACOUSTICS
  • 発表場所: トルコ
  • 年月日: 2010-07-04