(57)【要約】  空間音響トモグラフィー方法は、以下のステップを含む。第１、および第２のレーザー光線が沿う空間の第１、および第２の多数の局地的領域のために物理的パラメータを非接触に捕捉するステップ、ならびに、捕捉された物理パラメータに基づいて第１、および第２の多数の局地的領域ごとの経時的な音圧のボクセルモデルを計算するステップ。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーザービームに経時的に沿った空間内の第１の多数の局所的領域について、レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ+１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉するステップ（１１０ａ）と、
第２のレーザービームに経時的に沿った空間内の第２の多数の局所的領域について、前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって前記物理パラメータを非接触で捕捉するステップ（１１０ｂ）と、
第３のレーザービームに経時的に沿った空間内の第３の多数の局所的領域について、前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって前記物理パラメータを非接触で捕捉するステップと、
前記第１、第２、および第３の多数の局所的領域について捕捉された前記物理パラメータに基づいて、前記第１、前記第２、および前記第３の多数の局所的領域ごとの経時的な音圧のボクセルモデルを計算するステップ（１２０）と、
を備え、
非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、少なくとも、前記第１、第２、および第３のレーザービームに沿って、媒体の伝送を伴って伝達可能に実行されることを特徴とする、空間音響トモグラフィー方法。
【請求項２】
前記音圧は、線積分によって、前記第１および第２のレーザービーム（１２ｂ）に沿った時点ごとに、記述することができ、
前記線積分上の各時点は、局所的領域と一致することを特徴とする、請求項１に記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項３】
前記第１および第２のレーザービーム（１２ｂ）は互いに交差して、前記第１、および第２の多数の局所的領域が共通な平面に配列されることを特徴とする、請求項１または請求項２のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項４】
前記ボクセルモデルは２次元であり、前記平面における、時点ごとの前記音圧を記述していることを特徴とする、請求項４に記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項５】
前記物理的パラメータを非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、さらなるレーザービームに経時的に沿った空間内の少なくとも１つのさらなる多数の局所的領域のために繰り返され、
前記ボクセルモデルを計算するステップ（１２０）は、前記第１、第２、第３、およびさらなる多数の局所的領域について捕捉された前記物理的なパラメータに基づいて実行されることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項６】
前記第１、第２、および第３のレーザービームは異なる空間角度を備え、少なくとも２つの平面は測られ、空間中で互いに交差していることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項７】
前記ボクセルモデルは３次元であり、空間における時点ごとの前記音圧を記述していることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項８】
前記物理的パラメータを捕捉するステップは、局所屈折率、局所音圧、局所密度、局所の温度、および／または、局所の光スペクトルを捕捉するステップを含む、および／または、
経時的に非接触で捕捉するステップは、前記物理パラメータの変化を捕捉するステップを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項９】
前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって非接触で捕捉する際に、局所屈折率が捕捉されることを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１０】
前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）は、空間を通過する指向性レーザー光線を発する、あるいは空間を通過する複数のレーザー光線を円錐状に発するレーザー光源（１０ａ）、および複数のレーザー検出器要素（１４）を含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項９のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１１】
前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）は、複数のレーザー光源（１０ａ）と、空間内に分散された複数のレーザー検出器要素（14）を含むことを特徴とする、請求項９または請求項１０のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１２】
多数の前記レーザー光源（１０ａ）、および多数の前記レーザー検出器要素（１４）は、円形状、あるいは楕円形状に配列されていることを特徴とする、請求項１１に記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１３】
多数の前記レーザー光源（１０ａ）は、多数の前記レーザー検出器要素（１４）に対抗して配置されて、それぞれの前記物理パラメータが送信時に検出されるようになっていることを特徴とする、請求項１１または請求項１２のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１４】
前記物理パラメータは、散乱に基づいて検出されることを特徴とする、請求項１ないし請求項１３のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１５】
非接触で捕捉する際に、前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）の前記レーザー光線は、リフレクタによって、空間を通過して反射されることを特徴とする、請求項９ないし請求項１４のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１６】
非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、送信された媒体の送信特性を決定する、および／または、前記送信された媒体の散乱特性を決定するサブステップを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項１５のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１７】
プログラムがコンピュータ上で動作しているときに、請求項１ないし請求項１６のいずれか１つに記載の方法を実行するためのプログラムコードを有していることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１８】
第１のレーザービーム（１２ａ）に経時的に沿った空間内の第１の多数の局所的領域について、レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉し、第２のレーザービーム（１２ｂ）に経時的に沿った空間内の第２の多数の局所的領域についてレーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉し、第３のレーザービーム（１２ｂ）に経時的に沿った空間内の第３の多数の局所的領域について、レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉するための装置と、
前記第１、第２、および第３の多数の局所的領域について捕捉された前記物理パラメータに基づいて、前記第１、第２、および第３の多数の局所的領域ごとに経時的な音圧のボクセルモデルを計算するための計算装置（１２０）と、
を備え、
非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、少なくとも前記第１、第２、および第３のレーザービームに沿った媒体の伝送を伴って、伝達可能に実行されることを特徴とする、空間音響トモグラフィー装置。
【請求項１９】
前記非接触で捕捉する装置は、空間内の前記第１、または第２の多数の局所的領域における局所屈折率を決定するように構成された１つまたは複数のレーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１７に記載の空間音響トモグラフィー装置。
【請求項２０】
前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）は、空間を通過する指向性レーザー光線を発する、または空間を通過するいくつかのレーザー光線を円錐状に発するように構成された少なくとも１つのレーザー光源（１０ａ）、および前記指向性レーザー光線または前記いくつかのレーザー光線を検出するように構成された１つあるいは複数のレーザー検出器要素（１４）を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の空間音響トモグラフィー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、音響トモグラフィー（コンピュータ）のための方法、および装置に関する。好ましい実施の形態は、レーザーによって音を捕捉することに関する。
【背景技術】
【０００２】
長年の間、音を記録するための装置、あるいは方法は存在していた。最も頻繁に使われる技術には、可聴音にはマイクに基づくもの、および／または、特に超音波には圧電変換器に基づくものがある。（十分な硬さを持つ）固体物質の表面の音を捕捉するためには、レーザー・マイクが使われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の方法には、電気音響変換器は現場で媒体（気体、液体、固体）に直接接触させる必要があるという不便なことがある。例えば、産業機械の近くで雑音レベルを捕捉するためには、空間雑音分布を捕捉するために、機械のまわりの全体の空間をマイクで覆わなければならない。実際には、測定の間、音場は、かなり変化することがあるので、これは大気雑音についてはかなり不明確な結果になる、そのため、空間の捕捉は、時間軸上では、信頼ができなくなる。これに加えて、測定機器は、測定される音場にしばしば強い悪影響を及ぼす。超音波振動子の場合には、超音波振動子は、物質に直接、物理的に接触させる必要があるので、これはより一層ひどくなる。実際には、超音波振動子は、調べられる物質の上に置なければならないので、超音波振動子と調べられる物質には、自動的に力学的な連接が作られることがある。
【０００４】
固体、または液体の物質の表面の音は、レーザーを使って、いろいろな原理（伝送時間測定、干渉法）によって捕捉されていてもよい。しかしながら、この技術は、もし、音が空気、あるいは他の光透過物質の中で捕捉されていれば、音が放射状配列で反射するための境界層が事実上存在しないので動作しない。他の不便なことは、音は、空間区域、あるいは空間部分の向こう側で捕捉することができないことである。したがって、改良されたアプローチに向かう必要がある。
【０００５】
この発明の主たる目的は、音場の音響の空間の分布を非接触捕捉することができる空間音響トモグラフィー方法、および装置を提供することである。この目的は、各請求項によって解決される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の実施の形態は、音の空間トモグラフィー方法を提供する。
【０００７】
この発明の実施の形態である音の空間トモグラフィー方法は、第１のレーザー光線が経時的に沿っている空間の多数の局所的領域、そして、第２のレーザー光線が経時的に沿っている空間の第２の多数の局所的領域のためのレーザースキャナーによって、物理的なパラメータ（例えば、局所屈折率、局所音圧、局所密度、局所温度、および／または、局所光スペクトル）を非接触捕捉するステップを含むことを特徴とする、音の空間トモグラフィー方法である。ここで、２つのレーザー光線は、共通の平面を測るために、互いに交差していてもよい。第１、および第２の多数の局所的領域のために捕捉された物理的パラメータに基づいて、音圧のボクセルモデルが計算される第３のステップ。
【０００８】
本発明の実施の形態は、レーザースキャナー（空気のような透明な媒体で使われるとき）の補助がある状態で、物理パラメータは、レーザー光線に沿って光学的に捕捉されてもよく、物理パラメータは、線積分して描写されていてもよいという発見に基づいている。点ごと（局所的領域ごと）の物理パラメータは、結論が局所圧力状態、そして、その結果として、結論が局所に存在している音圧状態について描かれることを可能にする。この領域ごとの局所音圧は、コンピュータ断層撮影方法と同様に空間的に分解されていてもよい。このように、異なる空間角度の２つのレーザー光線に沿った２つだけの測定値、平面内の音は、計測されて、および／または、再構築されてもよい。望ましくは、十分正確に音域を空間的に分解するために、十分な数の線投射（例えば、平面ごとに３６０）が用いられる。その結果、これは、音場の断片は、時間的、および空間的に分解されていてもよいという利点を有する。他の利点としては、前の方法とは対照的に、音場の上の線投射には、フィードバック効果はないことである。これは、音場は、測定の取り決めには影響を受けないことを意味し、機械式電気変換器は、音場の中に位置するときと同じであり、したがって、それらの位置で、音域の伝播を効果的に止めることができる。
【０００９】
さらなる実施の形態によれば、そのステップは、平面を完全に空間的に捕捉するために、同じ平面の中のさらなるレーザー光線に沿ったさらなる多数の局所的領域のために繰り返される。同じ平面の中の２、３、あるいはそれ以上のレーザースキャンによって、２次元のボクセルモデルが構築され、それぞれのボクセルモデルの点は、平面の中のそれぞれの時点ごとの音圧を記述する。４、あるいはそれ以上のレーザー光線を使うことは、誤りに対してより外乱の影響を受けにくくなるという利点を有する。
【００１０】
さらなる実施の形態によれば、３次元平面のボクセルモデルに拡張し、そして、ボクセルモデルの中のそれぞれの点は、時点ごとの空間の音圧を記述するために、さらなる多数の局所的領域は、第１の平面を通っているレーザー光線に沿って捕捉されてもよい。
【００１１】
すべての実施の形態は、いつも、経時的に１つの点のみを推測するので、この方法も、もちろん、時間的な分析を可能にするために経時的に連続的に繰り返されることがあることに注意すべきである。
【００１２】
好ましい実施の形態によれば、上述のように、レーザースキャナーは、空間を通過する指向性レーザー光線を発する、あるいは空間を通過する複数のレーザー光線を円錐状に発する少なくとも１つのレーザー光源と、レーザー検出器を構成する複数のレーザー検出器要素と、を備えている。さらなる実施の形態によれば、いくつかのスキャナーは、いくつかの空間角度をスキャンするために、用いられてもよい。さらなる好ましい実施の形態によれば、これらのいくつかのレーザースキャナー、言い換えれば、レーザー光源、そして多数のレーザー検出器要素は、それらは音がスキャンされることになっている平面を取り囲むために、円形状、あるいは楕円形状で並べられていてもよい。ここで、レーザースキャナーは、透過によって機能すると推測される。このケースでは、多数のレーザースキャナーは、関連するレーザー検出器要素と対向して並べられていることが好ましい。応用を容易にするために、対向して並べることは無視して、代わりに、リフレクタが使用されてもよい。それは、透過だけではなく、散乱にも使うことが考えられる。
【００１３】
さらなる実施の形態は、上述の方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムに関する。
【００１４】
さらなる実施の形態は、音のトモグラフィーのため機器に関する。同じものは、言い換えれば、例えば、第１、および第２のレーザースキャナーのような、レーザースキャナーによって、第１、および第２のレーザー光線が沿う第１、および、第２の多数の局地的領域を捕捉するためのステップと、ならびに、ボクセルモデルを決定するための計算装置と、を含む。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の空間音響トモグラフィー方法、および装置によれば、音場の音響の空間の分布を非接触捕捉することができるという効果がある。
【００１６】
さらなる実現例は、サブクレームで定義される。実施の形態は、伴っている図面に言及した後に述べる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１ａ】図１（ａ）は、この発明にかかる第１の実施の形態の音響トモグラフィーの原理を再構築するためのレーザースキャナーの代表的な配置を示す図である。
【図１ｂ】図１（ｂ）は、第１の実施の形態の音響トモグラフィー方法の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、この発明にかかるさらなる実施の形態の音響トモグラフィーのさらなる配置を示す図である。
【図３ａ】図３（ａ）は、この発明にかかる特別な応用例の音響トモグラフィーの原則の重要部分の概略図である。
【図３ｂ】図３（ｂ）は、この発明にかかる特別な応用例の音響トモグラフィーの原則の重要部分の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施の形態を図面に基づいて、後に詳細が述べられる前に、同じ効果を有する要素、および構造は、同じ参照番号を意味するので、それらの説明では、互いに、入れ替えて適用されることがあることについて注意しなければならない。
【００１９】
図１には、レーザースキャナー（参照番号１０ａ＋１４ａ、および１０ｂ＋１４ｂ）の配置が示されており、ここで、２つのレーザースキャナー１０ａ、および１０ｂは、関連するレーザー検出器１４ａ、および１４ｂを伴う。それぞれのレーザースキャナー１０ａ、および１０ｂは、レーザー光線１２ａ、および１２ｂを発し、それぞれのレーザー光線１２ａ、および１２ｂは、対向して配置されたレーザー検出器１４ａ、および１４ｂによって、検出されてもよい。空間は、それぞれのレーザー１０ａと１０ｂとそれぞれの探知器１４ａと１４ｂの間で２台のレーザースキャナ１０ａ＋１４ａ、および１０ｂ＋１４ｂの補助を伴って、非接触捕捉されるどの音の中にもある透明な媒体を有する。
【００２０】
空間の中の音は、例えば、物理パラメータの局所変化、言い換えれば、局所圧力の変化として明確に現れる。例えば、局所屈折率、光学的に測定可能な局所密度、あるいは局所光学スペクトラム、あるいは、物理パラメータの変化に基づく局所圧力の変化は、レーザーによって捕捉されてもよい。２つのレーザースキャナー１０ａ＋１４ａ、および１０ｂ＋１４ｂによるレーザースキャンに基づいて、結論は、物理パラメータ、したがって、局所音圧について描かれていてもよい。第１のレーザースキャナー１０ａ＋１４ａは、レーザー光線１２ａが沿うすべての領域を測定するように構成されている。ここで、レーザー光線は、測定をするために、局地の音の誘発に強く依存した媒体の圧力（一般的には、局地圧力）の変化を捕捉するので、計測される媒体の光学的パラメータは、レーザー光線１２ａ、および１２ｂが沿う線積分として捕捉されてもよい。
【００２１】
したがって、２つの独立した線積分は、２つのレーザースキャナー１０ａ＋１４ａ、および１０ｂ＋１４ｂの２つの異なる空間角度によって決定され、それぞれの線積分は、それぞれのレーザー光線１２ａ、あるいは１２ｂが沿う音分布を記述している。ここで、線積分の上にあるそれぞれの点は、それぞれのレーザー光線１２ａ、あるいは１２ｂが沿うそれぞれの局地的領域のための音圧を描写していることに注意しなければならない。平面内の音分布は、少なくとも、レーザー光線１２ａ、および１２ｂの領域の中の区域のために測定されてもよいので、もし、２つのレーザー光線１２ａ、および１２ｂが互いに交差すると、２つの線積分によって、区域は測られる。
【００２２】
今は、レーザースキャナー１０ａ＋１４ａ、および１０ｂ＋１４ｂの配置は、音がスキャンされることになっている空間に関して記述されているので、音響トモグラフィーの過程は、記述されるだろう。図１（ｂ）には、音響トモグラフィーのための対処方法１００が示されている。音響トモグラフィーのための対処方法１００には、３つ基本ステップ１１０ａ、１１０ｂ、および１２０が含まれる。
【００２３】
１１０ａ、および１１０ｂのステップでは、レーザースキャナーによって、物理パラメータの非接触捕捉が実行される。１１０ａのステップでは、レーザースキャナー１０ａ＋１４ａは、第１のレーザー光線１２ａが（経時的に）沿う空間内の第１の多数の局地的領域のために、物理的パラメータを測定するために用いられ、１１０ｂのステップの間は、レーザースキャナー１０ｂ＋１４ｂは、第２のレーザー光線１２ｂが沿う第２の多数の局地的領域のために、物理的パラメータを測定するために用いられる。
【００２４】
ここで、それぞれのステップ１１０ａ、および１１０ｂごとに、線積分が指し示している２つのレーザー光線１２ａ、および１２ｂが沿う多数の局地的領域のための物理パラメータが得られる。
【００２５】
２つの線積分は組み合わされていてもよいので、経時的な音圧のボクセルモデルも同じように決定されてもよい。方法１００を参照すると、ブロックは、このステップを表す参照番号１２０を指し示す。レーザー光線１２ａ、および１２ｂが、互いに交差したときには、２次元のボクセルモデルが決定される。この方法は、Ｘ線撮影の分野で知られているコンピュータ断層撮影法に例えられてもよい。
【００２６】
この平面の情報密度を高めるために、さらなる実施の形態では、ボクセルモデルの空間分解能をさらに改良するために、異なる空間角度（望ましくは同じ平面）で、さらなるレーザースキャンを実行することは理にかなうことである。
【００２７】
さらなる実施の形態では、もし、空間角度は、平面で変化に富むだけではなく、平面の方向に向かって傾いていれば、１つの平面のための２次元のボクセルモデルは、また、３次元のボクセルモデルに拡張されてもよい。このようにして、３次元のボクセルモデルは得られてもよい。十分な数の線投射を得ることができれば、空間音場の投影は、リアルタイムで可能なので、空間的に分解された方法で局地圧力の変化を計算することは可能である。
【００２８】
図２を参照して、音響トモグラフィーのための配置が拡張された実施の形態について説明する。
【００２９】
図２は、音場が決定されることになっている非対称に配置されたボクセル（局地的領域、ここで、１０×１０ボクセル）の正方行列１８を示す。複数のレーザー源は、環状の音響領域の投射表面１８の周り、言い換えれば、参照番号１０で示されるドットのリングに沿って配列されている。それぞれのレーザー源は、空間的形状ビーム分布１２、言い換えれば、円錐形状に整えられたレーザー光線を生成する。これに加えて、多数のレーザー検出器要素も参照番号１４を有するさらなるリングの中に環状に配列されている。ここで、レーザー光線（参照１２）は、ボクセル（参照、マトリックス１８）を通過した後に、光検出器１４によって捕捉されてもいいので、レーザー検出器要素１４とレーザー源１０が対向する配置は推定される。この時点で、楕円形状、正方形状、あるいは、他の配列は、循環、または環状の配列の代わりに、レーザー源１０とレーザー検出器要素１４のために用いられてもよいことに注意しなければならない。一般に、配列は、できるだけ多くのボクセル（マトリックス１８のセル）がレーザー源１０の放射線突出部で照らされるようして選ばれる。この場合には、透過光線（放射線の線積分）は、（望ましくは）向かい合う位置に配置されたレーザー検出器装置１４によって受け取られる。
【００３０】
レーザー源１０は、音響的に必要とされるスキャン期間と一致するようにリング１０に沿って完全に移動する方法で、時分割多重化で切り替えられているので、それぞれの音響的なスキャンの時間に十分な数の空間線投射がある。これは、レーザースキャンの通過は、サンプリング速度から生じるサンプリング時間と同じぐらいの長さだけ続くかもしれないことを意味する。局地音圧の変化は、多数の線投射、例えば、逆投射から測定される。
【００３１】
提案された方法と取り決めで、空間内の音響上の音は、どのような表面、あるいは空間構造の上にもリアルタイムで非接触に投射されてもよい。
【００３２】
レーザー光線を使うことによって、記録システムの幾何学的な規模は、１０のべき乗、つまり、数cmから数km（空間ダイナミックレンジの６、そして、さらに１０のべき乗）以上動くかもしれない。上述の実施の形態では、光学的なパラメータは、透過方法で決定されてもいいので、たとえ、レーザースキャナー１０、およびレーザー検出器１４の配置、あるいは、それぞれのレーザー検出器要素（ピクセル）は、対向して構成されていることが推測されるとしても、さらなる実施の形態では、反射測定が実行されるかもしれないことに注意しなければならない。ここで、レフレクタが逆反射するレーザー光線は、いつも、レーザー源に向かい合って供給されるので、レーザー光線は、再び、レーザー源の側で受信されるかもしれない。これに加えて、反射測定は、すべての空間がレーザー源、および光検出器によって捕捉される必要がないという利点を有する。唯一の制約は、反射面は、空間の後ろで与えられることである。
【００３３】
さらなる実施の形態では、レーザー光線は、例えば、赤外線レーザーのように、目に見えないように投射してもよい、このため、残すところがない完全な（物理的に、生理的に、心理的に）フィールド測定が可能である。
【００３４】
さらなる実施の形態では、ふつう、ＵＶ、ＩＲ、あるいは可視域で働き、レーザーと呼ばれる放射線源は、レーザー技術以外のテクノロジーに基づいていてもよい。言い換えれば、レーザー、あるいはレーザースキャナーは、一般的には、空間内の物理的パラメータを光学的にスキャンすることに適した放射線源（目的を測定するための放射線源）として知られていることを意味する。
【００３５】
図３（ａ）、および（ｂ）を参照して、実施例を例示する。音源（参照番号１９ａ、および１９ｂを参照）は、空間内で機械的な波、そして、あわせて、空間的に同時に、波面を生成する。空間的、そして時間的に分解された活動（音源１９ａ、および１９ｂの局地音圧）は、放射線源１４ａ、および１４ｂ、そして、点線１４で例示された空間的に分配された放射線検出器要素によって捕捉される。この点では、放射線センサー１４は、空間のどの位置に配置されていてもよいことに注意しなければならない。さらに、放射線センサー１４は、レーザー源１０ａと組み合わされて、そして、レーザー源１０ｂと組み合わされて使用されるかもしれず、このようにして、レーザースキャナーを形成している。
【００３６】
音源１９ａと１９ｂは、同一の時間的な進行を伴う同一の位置で逆の方法、または過程によって、上述の決定されたボクセルモデルに基づいて直接再構築される。この過程では、波動場に関して違いはなく、空間状態の変化、あるいは動かされた物体すらない。この事実は音源の再構築の結果として生じるものである。これに基づいて、さらなる実施例は図３（ｂ）に例示される。放射線検出器１４と同様に、同じ配置を伴う音源１９ａと１９ｂ、放射線源１０ａと１０ｂは、図３（ａ）の実施の形態としての音源１９ａ、および１９ｂではない、しかし、音圧は線１９ｌに沿う音源１９ａ、および１９ｂによって生成される。ボクセルモデルは、レーザー源１０ａおよび１０ｂと、レーザー検出器１４との間の空間内の音圧を含んでいるので、これは、ボクセルモデルに基づいても可能である。このように、空間の一時的な音圧は、現場で直接再構築されてもよい。これは、また、さまざまな動静からの完全な独立を確保している。
【００３７】
基本的に、レーザーを基本にした音場捕捉は、放射線が使用されるために、媒体が、十分に透過しているところはどこでも使用されてもよく、そして、媒体の少なくとも１つの光学的なパラメータは、音圧に依存する。例えば、２つ（あるいは、それ以上）の表面への投射を使って三角測量をすることによって、空気、あるいは水の中にあるか、あるいは動いている音源の位置を突き止めることができる。例えば、ガラスの温度特性を検査するために、半透明の材料（ガラス、プラスチック、水晶）の中の内部圧力分布を測定することができる。
【００３８】
いくつかのレーザースキャン（３つ、あるいはそれ以上のレーザー光線が伴う）が、好ましくは使用されるので、ハードウエアの選択は異なる可能性があり、例えば、１つのレーザースキャナーで３つの測定（例えば、異なる角度で）を実行することがありうる。さらに、また、３つのレーザースキャナーを使うことも考えられる。それぞれのさらなる変化については、少なくとも２つのレーザー光線で測定が実行される。
【００３９】
好ましい実施の形態については、この非接触捕捉するステップは、第１、および第２のレーザー光線が沿う媒体の透過を伴う透過（言い換えれば、透過方法で）実行される。ここで、非接触捕捉は、透過された媒体の透過特性（透過率）、および／または、透過された媒体の散乱特性（散乱の角度、特徴）を測定するサブステップを含んでいてもよい。
【００４０】
いくつかの態様は、装置の環境の範囲内で述べられていたが、装置のブロック、あるいは構造構成要素は、また、通信方法ステップとして、あるいは方法ステップの特徴として、理解されるので、前記態様は、また、通信方法の説明を意味することが分かった。類推によって、それとともに、装置の環境、あるいは方法ステップの範囲内で述べられた態様は、また、通信装置の通信ブロック、あるいは詳細、あるいは特徴が述べらていることを意味する。いくつか、あるいはすべての方法ステップは、マイクロプロセッサ、プログラム可能なコンピュータ、または電子回路のようなハードウエアを使っている間は、実行されていてもよい。いくつかの実施の形態の中では、いくつか、あるいは複数の最も重要な方法ステップは、このような装置よって実行されてもよい。
【００４１】
特定の実施の条件に従って、発明の実施の形態は、ハードウエア、あるいはソフトウェアで実施されていてもよい。それぞれの方法が実行されているプログラム可能なコンピュータシステムと協力するかもしれない、あるいは、協力する、電気的に読むことができる制御信号が内蔵された、例えば、フロッピーディスク、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ，ＦＬＡＳＨメモリー、ハードディスク、磁気、あるいは光学のメモリーなどのデジタル記録媒体が使用されている間には、実施は、影響を受けるかもしれない。これは、デジタル記録媒体は、コンピュータで読み取られるかもしれないからである。
【００４２】
発明に従ったいくつかの実施の形態では、このように、ここに述べられた方法のいずれかが実行されるプログラム可能なコンピュータシステムと協力することができる電気的に読み取り可能な制御信号を備えたデータキャリアを備えている。
【００４３】
一般的に、本発明の実施の形態は、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製造物として実行されていてもよい。そのプログラムは、コンピュータプログラム製造物がコンピュータで動いているときには、どんな方法を実行するためにも効果的である。
【００４４】
そのプログラムは、例えば、機械で読み取り可能なキャリアに内蔵されていてもよい。
【００４５】
他の実施の形態は、ここに述べられた方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラムを含み、前記コンピュータプログラムは、機械で読み取り可能なキャリアに内蔵されている。
【００４６】
言い換えれば、発明の方法の実施の形態は、このように、コンピュータプログラム製造物がコンピュータ上で動いているときには、いくつかのここに述べられた方法のいずれかを実行するためのプログラムを有するコンピュータプログラムである。
【００４７】
発明の方法のさらなる実施の形態は、このように、ここに述べられた方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラムが記録されたデータキャリア（あるいは、デジタル記録媒体、あるいは、コンピュータで読み取り可能な媒体）である。
【００４８】
発明の方法のさらなる実施の形態は、このように、ここに述べられた方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラムを表す信号のデータストリーム、あるいはデータ列である。信号のデータストリーム、あるいはデータ列は、一例として、例えば、インターネットのような、データ通信リンクを経由して、運ばれるように構成されていてもよい。
【００４９】
発明の方法のさらなる実施の形態は、例えば、ここに述べられた方法のいずれかを実行するために構成され、あるいは、適したコンピュータ、あるいは、プログラム可能な論理装置のような処理手段を含んでいる。
【００５０】
さらなる本発明の実施の形態は、ここに述べられた方法のいずれかを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータを含んでいる。
【００５１】
発明に従ったさらなる実施の形態は、受信機に、少なくとも１つのここに述べられた方法を実行するためのコンピュータプログラムを送信するように構成された装置、あるいはシステムを含んでいる。送信は、例えば、電気でも光でもよい。受信機は、例えば、コンピュータ、モバイル機器、記憶装置、あるいは、これらに似た装置であってもよい。装置、あるいは、システムは、例えば、コンピュータプログラムを受信機に送信するためのファイルサーバを含んでいてもよい。
【００５２】
同じ実施の形態では、プログラム可能な論理装置（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、ＦＰＧＡ）は、ここに述べられた方法のいくつか、あるいは、すべての機能を実行するために使用されてもよい。同じ実施の形態では、フィールドプログラマブルゲートアレイは、ここに述べられた方法のいずれかを実行するためにマイクロプロセッサーと協力してもよい。一般的には、方法は、ハードウエア装置によって、いくつかの実施の形態の中で実行される。前記ハードウエア装置は、例えば、コンピュータプロセッサー（ＣＰＵ）のようなどのような一般に適用可能なハードウエアであってもよく、あるいは、ＡＳＩＣのような、方法に特有のハードウエアであってもよい。
【００５３】
上述の実施の形態は、単に本発明の原理の実例を表したにすぎない。他のこの技術の熟練者は、ここに述べられた配置と詳細の修正および変化を認識するだろうと理解される。これは、発明は、実施の形態の議論、および説明の手段によって、ここに示された特別な詳細ではなく、請求項に従う範囲によってのみ、限定されることを意図しているからである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年7月30日(2018.7.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレーザービームに経時的に沿った空間内の第１の多数の局所的領域について、レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ+１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉するステップ（１１０ａ）と、
第２のレーザービームに経時的に沿った空間内の第２の多数の局所的領域について、前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって前記物理パラメータを非接触で捕捉するステップ（１１０ｂ）と、
第３のレーザービームに経時的に沿った空間内の第３の多数の局所的領域について、前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって前記物理パラメータを非接触で捕捉するステップと、
前記第１、第２、および第３の多数の局所的領域について捕捉された前記物理パラメータに基づいて、前記第１、第２、および第３の多数の局所的領域ごとの経時的な音圧のボクセルモデルを計算するステップ（１２０）と、
を備え、
非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、少なくとも、前記第１、第２、および第３のレーザービームに沿って、媒体の伝送を伴って伝達可能に実行され、
前記音圧は、線積分によって、前記第１、および第２のレーザービーム（１２ｂ）に沿った時点ごとに、記述することができ、前記線積分上の各時点は、局所的領域と一致し、前記第１、および第二のレーザービームは、共通の平面を測るために、互いに交差し、
レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）は、空間を通過して、いくつかの楕円形状のレーザー光線を発しているレーザー源（１０ａ）、および複数のレーザー検出器要素（１４）を含むことを特徴とする、空間音響トモグラフィー方法。
【請求項２】
前記第１、および第２のレーザービーム（１２ｂ）は互いに交差して、前記第１、および第２の多数の局所的領域が共通な平面に配列されることを特徴とする、請求項１に記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項３】
前記ボクセルモデルは２次元であり、前記平面における、時点ごとの前記音圧を記述していることを特徴とする、請求項２に記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項４】
前記物理的パラメータを非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、さらなるレーザービームに経時的に沿った空間内の少なくとも１つのさらなる多数の局所的領域のために繰り返され、
前記ボクセルモデルを計算するステップ（１２０）は、前記第１、第２、第３、およびさらなる多数の局所的領域について捕捉された前記物理的なパラメータに基づいて実行されることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項５】
前記第１、第２、および第３のレーザービームは異なる空間角度を備え、少なくとも２つの平面が測られ、空間中で互いに交差していることを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項６】
前記ボクセルモデルは３次元であり、空間における時点ごとの前記音圧を記述していることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項７】
前記物理的パラメータを捕捉するステップは、局所屈折率、局所音圧、局所密度、局所の温度、および／または、局所の光スペクトルを捕捉するステップを含む、および／または、
経時的に非接触で捕捉するステップは、前記物理パラメータの変化を捕捉するステップを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項８】
前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって非接触で捕捉する際に、局所屈折率が捕捉されることを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項９】
前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）は、複数のレーザー光源（１０ａ）と、空間内に分散された複数のレーザー検出器要素（14）を含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１０】
多数の前記レーザー光源（１０ａ）、および多数の前記レーザー検出器要素（１４）は、円形状、あるいは楕円形状に配列されていることを特徴とする、請求項９に記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１１】
多数のレーザー前記光源（１０ａ）は、多数の前記レーザー検出器要素（１４）に対抗して配置されて、それぞれの前記物理パラメータが送信時に検出されるようになっていることを特徴とする、請求項９または請求項１０のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１２】
前記物理パラメータは、散乱に基づいて検出されることを特徴とする、請求項１ないし請求項１１のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１３】
非接触で捕捉する際に、前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）の前記レーザー光線は、リフレクタによって、空間を通過して反射されることを特徴とする、請求項８ないし請求項１２のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１４】
非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、送信された媒体の送信特性を決定する、および／または、前記送信された媒体の散乱特性を決定するサブステップを含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項１３のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【請求項１５】
プログラムがコンピュータ上で動作しているときに、請求項１ないし請求項１４のいずれか１つに記載の方法を実行するためのプログラムコードを有していることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１６】
第１のレーザービーム（１２ａ）に経時的に沿った空間内の第１の多数の局所的領域について、レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉し、第２のレーザービーム（１２ｂ）に経時的に沿った空間内の第２の多数の局所的領域についてレーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉し、第３のレーザービーム（１２ｂ）に経時的に沿った空間内の第３の多数の局所的領域について、レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）によって物理パラメータを非接触で捕捉するための装置と、
前記第１、第２、および第３の多数の局所的領域について捕捉された前記物理パラメータに基づいて、前記第１、第２、および第３の多数の局所的領域ごとに経時的な音圧のボクセルモデルを計算するための計算装置（１２０）と、
を備え、
レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）は、空間を通過して、いくつかの楕円形状のレーザー光線を発しているレーザー源（１０ａ）、および複数のレーザー検出器要素（１４）を含み、
前記音圧は、線積分によって、前記第１、および第２のレーザービーム（１２ｂ）に沿った時点ごとに、記述することができ、前記線積分上の各時点は、局所的領域と一致し、前記第１、および第二のレーザービームは、共通の平面を測るために、互いに交差し、
非接触で捕捉するステップ（１１０ａ，１１０ｂ）は、少なくとも前記第１、第２、および第３のレーザービームに沿った媒体の伝送を伴って、伝達可能に実行されることを特徴とする、空間音響トモグラフィー装置。
【請求項１７】
前記非接触で捕捉する装置は、空間内の前記第１、または第２の多数の局所的領域における局所屈折率を決定するように構成された１つまたは複数のレーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）を備えていることを特徴とする、請求項１６に記載の空間音響トモグラフィー装置。
【請求項１８】
前記レーザースキャナー（１０ａ＋１４ａ；１０ｂ＋１４ｂ）は、空間を通過する指向性レーザー光線を発する、または空間を通過するいくつかのレーザー光線を円錐状に発するように構成された少なくとも１つのレーザー光源（１０ａ）、および前記指向性レーザー光線または前記いくつかのレーザー光線を検出するように構成された１つあるいは複数のレーザー検出器要素（１４）を含むことを特徴とする、請求項１６または請求項１７のいずれか１つに記載の空間音響トモグラフィー方法。
【国際調査報告】
2019528454.tif 000008
2019528454.tif 000009
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