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1 研究室紹介 Electronic & Optical Systems Lab. 電子光機器の研究紹介 < はじめに > 卒研あってこその大学生活です 自分でテーマを設定し まだわからないことを人に先んじてわかるようにする楽しみ (= 自発的活動 ) をエンジョイしてください 全力で支援します 2014 年 01 月 15 日鹿間信介研究室 HP: 本資料の PDF: HP 担当講義 卒業研究基礎の ( あり ) 卒業研究テーマの概要 ( 電子光機器 ) 研究テーマ 電子機器 光エレクトロニクス機器 内容 電子機器の分解と調査: パソコンや家電製品などの具体的な仕組みを調べ, それらを動かす原理を調査する体験型研究 電子回路の設計と製作 : 電子トイ, パソコン周辺機器, センサ応用計測器などの設計 製作を通じて, 電子機器設計に必要な実践的知識を獲得する 画像処理 : デジタルカメラ撮影画像や, ディスプレイ表示画像の各種補正方式についての研究 情報出力: 固体光源 ( レーザ,LED) 応用ディスプレイ, 立体ディスプレイの研究 情報入力: 光を用いた物体形状 変位計測, 生体 環境情報検出, 及びアナログレコードの記録音声検出等の研究 関係科目 電気電子計測アナログ電子回路論理回路光エレクトロニクス Cプログラミングデジタル信号処理マイクロコンピュータ電気回路 CAD ビデオカメラテレビ DVDレコーダゲーム機デジタル家電炊飯ジャー掃除ロボット生活家電 身近な電子機器の例 オーディオ機器ラジオアナログ家電デジタルカメラパソコン DVDドライブ液晶ディスプレイパソコン 周辺機器 計測対象 入力 光エレクトロニクス技術 検出器検出 処理 光源 ( レーザ ) 伝送 蓄積 光エレクトロニクス技術 情報出力 : 表示 情報入力 : 光応用計測 出力

2 携帯電話搭載カメラの調査事例出典 : 電子機器の分解と調査 体験型研究 : PCや家電製品などの具体的な仕組みを調べ, それらを動かす原理を調査 リバースエンジニアリング : 機器の分解, 動作観察を通じ, 動作原理, 設計知識を吸収する 研究対象の選定は自由 : テーマ選定後, 研究計画立案と機器調達より開始 複数のメンバーで1つの機器を研究すれば調査内容が深まる サポート : 分解調査方法, 技術資料の入手法 ( 論文, 特許など ) など, 各種相談に応じます 電子トイ < アナログ > フィルタ 増幅 発振 写真 : Monkey Pod( モンキーポッドの木 ) 電子回路の設計と製作 センサ応用 PC 周辺機器 試作 : 基板設計 実装, プログラム作成 設計 シミュレーション : LabVIEW,Multisim 利用 < デジタル > 論理回路 マイコン 電子トイ, パソコン周辺機器, センサ応用計測器などの設計 製作 電子機器設計に必要な実践的知識を獲得 具体例 電子トイ: ストップウォッチ, 各種ゲーム機器など センサ応用: 室内 & 環境計測 ( 人 光 音 温度 etc), 自動操縦自動車など PC 周辺機器 : マイコン応用, USB 接続ガシェットなど 微分 濃度変換 画像処理 C 言語や汎用計算ツールを使用 2 値化輪郭抽出 フーリエ変換 ( パワースペクトル ) ぼけ画像復元画像 ( ラプラシアンフィルタ ) ぶれ画像 ディジタル画像応用には必須のテーマ デジタルカメラ画像や, ディスプレイ表示画像の処理 認識とその応用 復元画像 ( ウィーナフィルタ ) 重要性 : 人間が外界より入力する情報の 85% 以上は視覚による ADVANCED テーマ例 各種フィルタ 幾何形状変換 画像応用計測 出典 : 人物認識 ( 顔パーツ ) 画像認識とその応用 視線 ジェスチャ認識 PC 制御 研究のインパクト : (1) 道具なしでデジタル機器を制御できる世界を開拓できる!! (2) 顔パス で買い物ができるように!! 就職活動へのアピール度大 : 画像のディジタル化が進み, 画像処理 認識応用は大加速中! ( 本格的には, 大学院向けテーマ ) 出典 ADVANCED 顔パーツ検出の例 視線インターフェースの概念

3 PC 応用計測 回路試作ボード (ELVIS) 利用可能設備紹介 (#1) PC 応用計測 回路試作ボード (NI-ELVISⅡplus) 電子回路シミュレータ (Multisim) NI ELVISⅡ の外観 電子回路試作 & 計測 アナログ & ディジタル 信号入出力 PC 上で多種の計測器利用可 DMM, オシロ, インピーダンスなど, 全 12 種 LabVIEW とのインターフェース Multisim とのインターフェース DMM の表示例 オシロスコープの表示例 電子回路シミュレータ (Multisim) #1 アナログ / ディジタル回路の特性シミュレータ オシロ,DMM 等の計測表示 電子部品の立体配置 プリント基板設計 (Ultiboard) 利用可能設備紹介 (#2) グラフィカルプログラミングツール (LabVIEW)&(VISION) 回路シミュレーションとオシロスコープによる波形観測 プリント基板レイアウト画面

4 グラフィカルプログラミングツール (LabVIEW) #1 VISION アシスタントによる画像処理 LabVIEW とは? 高度な計測 試験 制御システムの開発に利用実績 アイコンとワイヤをフローチャートのように使用する直観的なインタフェース すばやいプログラミング : 本来の研究に集中できる ゼミ生全員が利用できる!! VISION アシスタントの作業画面 対話式の簡易画像処理プログラミングツール 画像処理プログラムのプロトタイプ作成向け LabVIEWの処理フロー図を自動生成 ゼミ生全員が利用可能! 自動生成されたフロー図 その他計測器 スペクトラムアナライザ 9KHz~3GHz, ポータブル 無線 LAN の実験 計測に適 非接触温度計測 -60~1500, 高精度 ( 放射率設定可 ) マルチ環境計測 騒音 音湿度 風速 照度 データロガー連動 (9 時間 ) 4. これまでの卒研テーマ ( 抜粋 ) 分解 調査関係 (1) 電子レンジの仕組みと放射マイクロ波の無線 LAN 伝送 ( 杉本 2012) (2) カメラ用フラッシュ回路の調査 改造 ( 川 2009) 電子回路製作 計測関係 (3) 無線センサ ネットワークを用いた環境情報可視化 ( 宮本 2012) (4) ノイズキャンセラーの調査と回路制作 ( 西村 2010) (5) 太陽電池と電気二重層キャパシタを用いたLED 照明機器 ( 安田 2010) LabVIEW 応用 (6) 画像処理によるユーザインターフェースの研究 ( 久田 2012) (7) デジタル画像処理によるアナログレコードの音声検出 ( 水野 2010&13)

5 HP: Electronic & Optical Systems Lab. 配属チェックリスト : -- 3 点以上思い当たる人は当研究室へ!!-- ブラックボックス ( 電子機器 ) の仕組みを理解したい 体力は結構ある 楽をするな, 楽しくやろう! 大学院進学希望者優先 コンピュータ利用, または組立てに興味がある 教科書の知識を 使える ようになりたい 世の中に役立つ技術, 製品を創る人になりたい 英語が読める : 不得意な人よりアドバンテージ 電子 光 画像技術をメシの種にしたい ( 大学院レベル ) 鹿間先生が全力サポートしてくれる 自分で好きな研究テーマを選択できる 幅広い専門分野 数々の電子部品 様々な高額計測機器 高性能 PCがたくさん 専門書籍 雑誌 快適なリクライニングチェア 充実した家電 たまたま研究していた浪治くん 鹿間ゼミ オープンキャンパスでの展示品の作成 自作パソコンに挑戦 初めての PC 作成!! Android 端末で操作するラジコン

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