同期画像入力システムの開発と評価法の改善 Development of a synchronous image input system and an improvement of the testing method 報告者辻村隼人（Hayato Tsujimura）指導教官長南功男(Isao Chonan) （松田文夫(Fumio Matsuda)）背景自然界における物理刺激によって生ずる変化・振動が加わったときの製品の変化一般的手法画像を長時間記録して解析する・データ量が莫大・微小変化の検出には不向き本手法物理刺激の変化に同期して形の変化の画像を取り込み変位を検出する手法 CIDカメラ測定対象：PZT（積層圧電素子）任意の変位量を得やすい PZT 問題点従来の回路ではPZTの放電速度が遅い振動の周波数があがると検出精度が悪い解決法放電回路を付加し，回路を改良する評価法の改善従来の回路でのPZT電圧波形従来の回路での周波数の高い時の PZT電圧波形新しい回路でのPZT電圧波形 Vcc +5v R4 CK IC1 IC2 J Q K Q OUT IC1:74ALS113 IC2:74ALS04 Tr:2SC1213 R1:820Ω DC R2:1kΩ R3:500Ω FC R4:330Ω Tr R1 PZT - + R3 R2 従来の駆動同期回路の回路図 DC (PZT印加電圧) Vcc 5V 5V DC(PZT 印加電圧) GND 5V 5V R1 GND 5V R3 IC1 Tr1 J PR Q CK IC1:74ALS04 IC2:74ALS113 R1,R2:330Ω R3,R4:840Ω R5:1KΩ Tr1,Tr2:2SC1213 K TLP521-2 Q IC2 J PR Q K 5V N.C. R2 R4 Q OUT(黒) (白) Tr2 R5 新しい駆動同期回路の回路図 PZT モニタ CIDカメラ PZT 画像処理装置パソコン駆動同期回路発振器直流安定化電源システム概略図検出原理１画素以下の変位も輝度差としてとらえることが可能 K1 I Ka K1 Ix Kb K2 Ａ画像 K2 Ｂ画像 lx K  Ka  Kb  ( K1  K 2) l 実験方法目的今回使用した実験システムにおいて，高周波数領域でどれだけ小さな変位まで検出可能かを調べた方法 1）ＰＺＴに振動を与え，Ａ画像，Ｂ画像を交互にそれぞれ８枚，全部で１６枚取り込む 2）各画素の輝度差を求め，８回の足し合わせを行う 3）閾値を固定し，周波数を変化させながら1）2）を8回繰り返し，平均をとる 4） 3）が閾値を超えた画素をＣＲＴに表示 5）手順1)～4)を従来の回路と新しい回路の両方で実験し，比較する従来の回路新しい回路 0.09 検出可能な変位量[dot] 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0 10 20 30 40 50 60 70 周波数[Hz] 周波数と検出可能な最小変位量の関係 80 90 オシロスコープ観測図従来の駆動同期回路のPZTの波形新しい駆動同期回路のPZTの波形上段：垂直同期クロック VOLT/DIV=2.0V 下段：PZT印加電圧 VOLT/DIV=5.0V TIME/DIV=5ms まとめ周波数を上げても，ＰＺＴを早く放電するように改善されたと考えられる．それにより検出可能変位量を適正に認識でき，検出可能変位量が大きくならずに変位を検出できることが確認できた . 今後の課題 •振動モデルを正弦波とするためのシステムの改善