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2017 年度 実績報告書

高特性な超指向性音響システムの実現と応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05857
研究機関電気通信大学

研究代表者

鎌倉 友男  電気通信大学, 産学官連携センター, 客員教授 (50109279)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード超音波 / 非線形音響 / パラメトリックアレイ / 自己復調 / ハイレゾルーション音源
研究実績の概要

超音波のさまざまな非線形現象のなかでも自己復調作用を巧みに利用したパラメトリックスピーカは,その指向性の鋭さに特長をもつ。しかし,パラメトリックスピーカの再生音(パラメトリック音)は歪み成分が多いことが短所であり,その歪みの低減化を本研究の中心課題として取り組んだ。歪みの低減化は,基本的には送りたい入力可聴信号とパラメトリック再生音との差成分を予測し,その成分を前もって送りたい信号に負で加算することで達成できる。この考えのもと,まず入力信号を超音波周波数帯域に変換する,いわゆるアップコンバート過程(変調プロセス),被変調信号をパワー増幅して超音波エミッタから超音波として放射する過程(駆動プロセス),そして変調され空中に放射された超音波から可聴信号を生成するダウンコンバート過程(自己復調プロセス)に分け,それぞれ3つのプロセスを定式化してコンピュータでパラメトリック音の再生過程をシミュレーションした。パラメトリックスピーカの変調キャリア周波数は多くの場合40kHzが利用されるので,数値シミュレーションにおけるサンプリング周波数を96kHzのハイレゾルーション音源として取り扱い,量子化16ビットでC言語プログラムにコーディングした。そして,入力信号からパラメトリック音までの信号の流れをすべてコンピュータでシミュレーションできる環境,すなわちソフトウエアに基づくシミュレータを構築した。この構築によって,パラメトリックスピーカのシステム化において,今までハードウエアとしての物理的変調器が不要となり,その代わりに小型化や利便性に特長をもつソフトウエアで達成できた。本研究の課題である歪みの低減化には今一歩という段階であるものの,ソフトウエアとしてのシミュレータが完成したことで,パラメトリックスピーカの構成がシンプルになる。なお,研究成果としてシミュレータに関する特許を出願した

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 準ミリ波を利用した路面上の水と氷の識別方法2018

    • 著者名/発表者名
      上田浩次、宮田康史、神取祐治、谷嵜徹也、鎌倉友男
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 54(3) ページ: 331-339

    • 査読あり
  • [学会発表] パラメトリックスピーカの変復調過程に関するシミュレータ2018

    • 著者名/発表者名
      鎌倉友男、酒井新一
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
  • [学会発表] パラメトリックスピーカ用変調シミュレータの構築2017

    • 著者名/発表者名
      酒井新一、鎌倉友男
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
  • [学会発表] 高周波マイクロホンに対する音圧校正法の提案―非線形高調波の利用―2017

    • 著者名/発表者名
      鎌倉友男、林 栄男、安達日出夫、野村英之
    • 学会等名
      日本音響学会秋季研究発表会
  • [学会発表] マイクロホンの広帯域校正―超音波の非線形伝搬の利用―2017

    • 著者名/発表者名
      鎌倉友男、林 栄男、安達日出夫、野村英之
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告
  • [産業財産権] パラメトリックスピーカ、超音波エミッタのシミュレータ及びパラメトリックスピーカの開発システム2018

    • 発明者名
      鎌倉友男、酒井新一、菅原利典、長島裕太
    • 権利者名
      鎌倉友男、酒井新一、菅原利典、長島裕太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-043671
  • [産業財産権] スピーカ2017

    • 発明者名
      鎌倉友男
    • 権利者名
      鎌倉友男 他9名
    • 産業財産権種類
      意匠
    • 産業財産権番号
      意願2017-10894

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公開日: 2018-12-17  

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