Ultrasonic phased array technology, while versatile, often requires complex computing resources and numerous amplifier components. We present a manually reconfigurable phased array that physically controls transducer position and phase, offering a simpler alternative to traditional phased array transducers. Our system uses a conductor rod-connected transducer array with an underlying plate that modulates the phase state through its shape and electrode arrangement. This approach enables variable phase reconstruction with reduced computational demands and lower cost. Experimental results demonstrate the device’s capability to focus ultrasonic waves at different spatial locations. The system’s design facilitates the creation of acoustic fields without extensive digital control, potentially broadening applications in areas such as aerial haptics, audio spotlighting, and educational demonstrations of acoustic phenomena. This work contributes to the development of more accessible and computationally efficient acoustic phased array systems.
手動で再構成可能な超音波フェーズドアレイ
多岐にわたる用途がある超音波フェーズドアレイ技術ですが、複雑なコンピューティング資源や多数の増幅器部品を必要とすることがしばしばあります。本研究では、トランスデューサー（超音波発信器）の位置と位相を物理的に制御する、手動で再構成可能なフェーズドアレイを提案します。これは、従来のフェーズドアレイの代替となる、よりシンプルな手法です。
我々のシステムは、導体の棒で接続されたトランスデューサーの配列と、その下のプレートを使用しています。このプレートの形状と電極の配置によって、位相の状態が変調されます。このアプローチにより、計算負荷とコストを抑えつつ、可変的な位相を再構成することができます。実験結果は、本デバイスが異なる空間位置に超音波をフォーカスできることを示しています。このシステムの設計は、大がかりなデジタル制御なしに音場を生成することを可能にし、空中ハプティクス（触覚を空中に再現する技術）、オーディオスポットライティング（特定の場所に音を届ける技術）、音響現象の教育デモンストレーションといった分野での応用を広げる可能性があります。
この研究は、より手軽で計算効率の高い音響フェーズドアレイシステムの開発に貢献するものです。