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フォノニック結晶構造を用いた平面音響レンズの実用化に向けた最適化設計に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 24560992
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
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)

研究分担者 遠藤 信行  神奈川大学, 工学部, 教授 (20016801)
穴田 哲夫  神奈川大学, 工学部, 教授 (20260987)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2012年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード水中映像取得 / 音響レンズ / 形状自由化 / フォノニック結晶構造 / 菱形レンズ / フォノニック結晶 / 集束音場 / FDTD法 / 菱形音響レンズ / GPU / 平面レンズ
研究成果の概要

音を集束させる音響レンズの形状は,通常水中では凹面形状になる.しかし,フォノニック結晶構造を有する平板はレンズ効果を有する.フォノニック結晶構造は円柱棒を周期的に波長間隔で配置したものであり,ある周波数帯で負の屈折率を持つことが知られている.この特徴を活かせば,平面や,菱形の音響レンズが開発できる.音響レンズの形状が自由化すれば小型化も可能となり,小型で重量も軽減される音響レンズが作成できれば,優れた水中映像取得装置の開発が期待できる.
本研究では,平面状音響レンズおよび菱形音響レンズの設計を行い,レンズ性能として焦点距離,焦点深度,ビーム幅等のデータからレンズの基本性能について調べた.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (17件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Relationship between Spatial Distribution of Noise Sources and Target Scatterings Observed in the 2010 Sea Trial of Ambient Noise Imagin2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Mori, Hanako Ogasawara, Toshiaki Nakamura, Takenobu Tsuchiya, and Nobuyuki Endoh
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 7S ページ: 07HG02-07HG02

    • DOI

      10.7567/jjap.52.07hg02

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experiment and Numerical Analysis of Temperature Rise in Phantom Caused by High-Intensity Focused Ultrasonic Irradiation2013

    • 著者名/発表者名
      Shin Tanaka, Kazuma Shimizu, Suguru Sakuma, Takenobu Tsuchiya, Nobuyuki Endoh
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 7S ページ: 07HF09-07HF09

    • DOI

      10.7567/jjap.52.07hf09

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experiment and Numerical Analysis of Temperature Rise in Phantom Caused by High-Intensity Focused Ultrasonic Irradiation2013

    • 著者名/発表者名
      Shin Tanaka, Kazuma Shimizu, Suguru Sakuma, Takenobu Tsuchiya, Nobuyuki Endoh
    • 雑誌名

      Jpn.J.Apl.Phys.

      巻: 52

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Basic Study of Properties of Planate Acoustic Lens Constructed with Phononic Crystal Structure2012

    • 著者名/発表者名
      Takenobu Tsuchiya, Tetsuo Anada, Nobuyuki Endoh, Sayuri Matsumoto, and Kazuyoshi Mori
    • 雑誌名

      Jpn.J.Apl.Phys.

      巻: Vol.51 No.7B 号: 7S ページ: 1-4

    • DOI

      10.1143/jjap.51.07gg11

    • NAID

      210000141012

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extraction of Target Scatterings from Received Transients on Target Detection Trial of Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens2012

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Mori, Hanako Ogasawara, Toshiaki Nakamura, Takenobu Tsuchiya, and Nobuyuki Endoh
    • 雑誌名

      Jpn.J.Apl.Phys.

      巻: 51 号: 7S ページ: 07GG10-07GG10

    • DOI

      10.1143/jjap.51.07gg10

    • NAID

      210000072633

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Analysis of Frequency Characteristics of a Prototype Planate Acoustic Lens Constructed by Phononic Crystal Structures2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, T. Anada, N. Endoh, S. Matsumoto, and K. Mori
    • 雑誌名

      IEEE Ultrasonics Symposium 2012

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Influence of Refractive Index by Structure Parameter of Phononic Crystal and Analysis of Focusing Acoustic Field2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shimizu, T. Tsuchiya, T. Anada, N. Endoh, S. Matsumoto, K. Mori
    • 学会等名
      35th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Meiji University, Shurugadai, Tokyo
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フォノニック結晶レンズの構造パラメータによる屈折率と集束音場変化の解析2014

    • 著者名/発表者名
      土屋健伸,清水一磨,穴田哲夫,遠藤信行,松本さゆり,森 和義
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 発表場所
      東京工業大学,大岡山,東京
    • 年月日
      2014-08-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Basic Study of Rhomboidal Acoustic Lens Constructed with Phononic Crystal2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, T. Anada, N. Endoh, S. Matsumoto, K. Mori
    • 学会等名
      Proc. 2nd International Conference and Exhibition on Underwater Acoustics
    • 発表場所
      Rodos Palace, Greek island of Rhodes, Greece
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis for Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens: Target Detection around the Barge Moored in Uchiura Bay,2014

    • 著者名/発表者名
      K. Mori, H. Ogasawara, T. Nakamura, T.Tsuchiya, N. Endoh
    • 学会等名
      Proc. 2nd International Conference and Exhibition on Underwater Acoustics
    • 発表場所
      Rodos Palace, Greek island of Rhodes, Greece
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フォノニック結晶構造による菱形音響レンズの周波数特性2014

    • 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
      海洋音響学会2014年度研究発表会
    • 発表場所
      神奈川大学,六角橋,横浜
    • 年月日
      2014-05-29 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 音響レンズを用いた周囲雑音イメージングにおける内浦湾計測バージ周辺海域でのターゲット検出シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      森 和義,小笠原英子,中村敏明 ,土屋健伸,遠藤信行
    • 学会等名
      海洋音響学会2014年度研究発表会
    • 発表場所
      神奈川大学,六角橋,横浜
    • 年月日
      2014-05-29 – 2014-05-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] フォノニック結晶で構成された菱形音響レンズの特性2014

    • 著者名/発表者名
      土屋健伸,清水一磨,深澤昂太,遠藤信行
    • 学会等名
      日本超音波医学会第87回学術集会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,みなとみらい,横浜
    • 年月日
      2014-05-09 – 2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 菱形音響レンズの基礎特性の解析2014

    • 著者名/発表者名
      土屋 健伸,清水 一磨,深澤 昂太,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
    • 発表場所
      日本大学,神田,東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Preliminary Analysis of Target Range Estimation on Sea Trial 2010 for Ambient Noise Imaging with Acoustic Lens2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuyoshi Mori, Hanako Ogasawara, Toshiaki Nakamura, Takenobu Tsuchiya, and Nobuyuki Endoh
    • 学会等名
      st International Conference and Exhibition on Underwater Acoustics
    • 発表場所
      GRECOTEL CORFU IMPERIAL HOTEL, island of Corfu, Greece
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of 4-D underwater acoustic imaging system2013

    • 著者名/発表者名
      Sayuri Matsumoto, Kageyoshi Katakura, Kazuhiro Shirai, Takenobu Tsuchiya, Nobuyuki Endoh
    • 学会等名
      st International Conference and Exhibition on Underwater Acoustics
    • 発表場所
      GRECOTEL CORFU IMPERIAL HOTEL, island of Corfu, Greece
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of rhomboidal acoustic lens constructed with phononic crystal2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, T. Anada, N. Endoh, S. Matsumoto, and K. Mori
    • 学会等名
      34th Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      Doshisha University, Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フォノニック結晶構造を用いた音響レンズの基礎特性の解析2013

    • 著者名/発表者名
      土屋健伸,深澤昂太,穴田哲夫,遠藤信行,松本さゆり,森和義
    • 学会等名
      海洋音響学会
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所,駒場,東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] フォノニック構造を有する音響レンズの設計と解析2013

    • 著者名/発表者名
      土屋 健伸,深澤 昂太,穴田 哲夫,遠藤 信行,松本 さゆり,森 和義
    • 学会等名
      日本音響学会講演論文集
    • 発表場所
      東京工科大学,八王子
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [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入射角度特性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
      海洋音響学会講演論文集
    • 発表場所
      東京工業大学,東京
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] THE DESIGN OF PLANATE ACOUSTIC LENS MADE BY PHONONIC CRYSTAL STRUCTURES2012

    • 著者名/発表者名
      T. TSUCHIYA, T. ANADA, N. ENDOH,
    • 学会等名
      11th European Conference on UNDERWATER ACOUSTICS
    • 発表場所
      エジンバラ,イギリス
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of Four-Dimensional Underwater Image-Capture Apparatus2012

    • 著者名/発表者名
      S. Matsumoto, K. Katakura, M. Nanri, N. Takeyama, T. Tsuchiya, N. Endoh, T. Noguchi
    • 学会等名
      電子情報通信学会超音波研究会
    • 発表場所
      釜慶大学校,韓国
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Characteristics of incidence angle dependence of plate constructed with phononic crystal structures2012

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya, T. Anada, N. Endoh, S. Matsumoto, and K. Mori
    • 学会等名
      33rd Symposium on Ultrasonic Electronics
    • 発表場所
      千葉大学,千葉
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [図書] 音響学会サイエンスシリーズ「FDTD法で視る音の世界」2015

    • 著者名/発表者名
      日本音響学会
    • 総ページ数
      242
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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