(57)【要約】【課題】設置場所の振動の測定データによる振動の再現試験と、振動倍率測定を組合せた評価法を確立し、除振対策が必要な部位を特定することができる振動の測定方法及び評価方法を提供する。【解決手段】設置場所の振動を予め測定し、そのデータを用いて設置する電子機器に振動試験を行い、加えられた振動によって生じる電子機器の振動を測定評価し、その結果に基いて除振対策を実施する。また、撮像装置の場合には、振動試験中の画像の揺れを画面で確認し、その対策を現地据付け前に確認し、対策後据付ける。【選択図】図２
2008116333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置場所の振動を予め測定し、測定された振動のデータを用いて電子機器に振動試験を行い、上記振動試験によって生じる上記電子機器の振動を測定し、測定された結果に基いて除振対策を行い、除振対策後の電子機器に、上記測定された振動のデータを用いて再度振動試験を行うことを特徴とする電子機器の振動の測定方法。
【請求項２】
設置場所の振動を予め測定し、測定された振動のデータを用いて撮像装置に振動試験を行い、上記振動試験中に撮像された被写体像のぶれを観測することを特徴とする電子機器の振動の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子機器に関わり、電子機器特に撮像装置が受ける振動の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器等の構造物に与えられる振動（以下、振動及び衝撃等、構造物が雰囲気及び地面等の外部から受ける影響を、振動と総称する。）は、構造物にクラック等の損傷を与えるため、できるだけ少なくするように、構造物が設置される場所に応じて対策され、種々の支持材や充填材が使われている（例えば、特許文献１または特許文献２参照。）。しかし、このような対策は、長期的に構造物が破壊や損傷しないようにするためのものであった。即ち、構造物が電子機器であって、電子機器が振動を受けているときにその機能（電気的性能）が劣化しないように実施する対策ではなかった。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０５６８３号公報
【特許文献２】特開２００５−３３０６８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、従来は、振動に対して構造物に損傷や破壊が生じないような対策が実施されていた。しかし、構造物が電子機器であった場合、設置場所及びその周囲から伝達される振動の影響で電子機器が振動し、設置された場所によっては、長時間の振動に対して電子機器は損傷しないが、振動中に電気的性能が十分に働かないことがあった。特に撮像装置の場合には、撮像された被写体の映像がぶれてしまい、例えば、監視や寸法測定等の目的のための画像処理や物体の認識等を実行可能な映像として使用できないことがあった。
【０００５】
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、設置場所での振動による影響を抑制可能な電子機器、即ち、除振対策が済んだ電子機器を提供することができる電子機器（特に撮像装置）の振動の測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の電子機器の振動の測定方法は、設置場所の振動を予め測定して採取する。採取された振動のデータを用いて設置する電子機器に振動試験（再現試験）を行い、加えられた振動によって生じる電子機器の振動を測定し、測定結果に基いて除振対策を実施する。そして、除振対策後の電子機器に、採取された振動のデータを用いて再現試験を行い、加えられた振動によって生じる電子機器の振動を測定する。
以上のように、電子機器が防振対策の評価基準を満足するまで、振動試験と防振対策を交互に繰返すことによって設置場所での振動の影響を少なくした電子機器を提供する。
【０００７】
上述のように、電子機器の構造を設置場所の振動に応じて変更することによって除振対策を実施する。そして、変更された（防振対策された）構造に対して、振動試験を行って、振動の影響を評価し、評価基準を満足することを確認してから電子機器を該当する設置場所に据付けることができる。
【０００８】
即ち、本発明の電子機器の振動の測定方法は、設置場所の振動を予め測定し、測定された振動のデータを用いて電子機器に振動試験を行い、振動試験によって生じる電子機器の振動を測定し、測定された結果に基いて除振対策を行い、除振対策後の電子機器に、測定された振動のデータを用いて再度振動試験を行う。
また、本発明の撮像装置の振動の測定方法は、設置場所の振動を予め測定し、測定された振動のデータを用いて撮像装置に振動試験を行い、振動試験中に撮像された被写体像のぶれを観測する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、設置場所の振動の測定データによる振動の再現試験と、振動倍率測定を組合せた評価法を確立し、除振対策が必要な部位を特定することができた。
また、本発明によれば、画像揺れの原因と対策の結果を現地据付け前に確認でき、顧客へ迅速に対応することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の電子機器の振動の測定と電子機器に対する振動対策の一実施例を、図１〜図３によって説明する。
【００１１】
先ず、電子機器に振動試験を行うまでの手順について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の現地（設置場所）暴露振動再現試験の方法を説明するためのフローチャートである。
としては、（１）現地波形測定処理 101 、（２）波形変換処理 102 、（３）加振時間算出処理 103 、（４）事前解析処理 104 、（５）加振試験処理 105 の順に実施する。
【００１２】
現地波形測定処理 101 では、設置予定位置に振動計を配置して振動を所定時間測定する。そして、取得した振動波形データ（測定値）からFFT（ Fast Fourier Transform ）で周波数と加速度の関係を算出する。
次に、波形変換処理 102 では、周波数と加速度値の波形から、振動試験機へ入力可能な PSD（ Power Spectrum Density：パワースペクトル密度）波形へ変換する。
【００１３】
次に加振時間算出処理 103 では、PSD 波形データから耐久性確認に必要な時間を算出する。例えば、PSD 波形データは、振動計で所定時間以上、所定の大きさ以上の振幅が観測された箇所についてそれぞれ変換され、変換されたそれぞれの PSD 波形データに基いて（例えば、その所定の大きさの振幅が観測された波形の時間と回数に基いて）算出する。
算出式は、例えば、MIL−STD−810F の計算式による。また、算出された PSD 値から加振試験の試験時間を決定している。また試験時間は、加速度試験を行うため、実際の設置場所での耐久性保障時間より短時間で済む。
【００１４】
次に事前解析処理 104 を行い、荷重の集中部位について、簡易解析（例えば、CAE（ Computer Aided Engineering ））を行い、事前安全確認を行う。
次に、加振試験処理 105 を行い、PSD 変換した現地測定波形を用いた再現試験実施する。
なお、加振試験は、３軸（上下方向、左右方向、前後方向）について別々に行うか、同時に行うか、あるいはどちらも行うかは、予め決めて実施する。
【００１５】
上記 101 〜 105 を実施された電子機器は、その後、破損や機能の劣化がないかどうか調査し、異常があれば、再度設計の見直し（二次設計）を行い、設計変更した電子機器を設置場所に設置するか、あるいは、再度、上記 101 〜 105 のステップを実施して破損や機能の劣化がないかどうか調査する。
【００１６】
図２は、本発明の一実施例の設置場所暴露振動再現試験を実施後、社内の試験機で振動の再現試験を行ってから二次設計を行ってから、現地の設置場所に電子機器を設置するまでの手順を簡単なフローチャートで示した図である。
図２において、設置場所暴露振動再現試験ステップ 201 実施後 を、評価ステップ 202 で電子機器の破損や電子的及び機械的機能劣化を評価し、異常があれば（評価 NG ）二次設計ステップ 203 に進み、異常が無ければ（評価 OK ）現地設置ステップ 204 に進む。
二次設計ステップ 203 では、再設計を行って振動の対策を行い、加振試験処理 105 に進む。
現地設置ステップ 204 では、電子機器を現地の設置場所に設置する。
【００１７】
上述のように、事前に設置場所での振動データを取得し、取得された振動データを用いて、設置場所に合せて、それぞれ、振動対策を施し、施した製品を当該設置場所に設置する技術は、特に、振動が多く発生する場所において有効である。
【００１８】
次に電子機器が撮像装置である場合について述べる。電子機器が撮像装置の場合には、撮像装置が振動を受けることによって、撮像される被写体像にぶれが発生する。このような被写体像のぶれは、受ける振動が設置場所によって異なるため、撮像装置が設置された場所によってそれぞれ異なる。即ち、撮像装置が受ける振動の強さは、時間的及び空間的に、また電子機器の部位によっても異なっている。このため、従来は、撮像装置が設置された後で振動対策をしていた。
【００１９】
また更に、電子機器に可動部分がある場合、例えば、撮像装置が旋回装置に搭載されている場合には、可動部分が多くなるため撮像装置に伝わる振動が大きくなり、撮像された被写体像はぶれが大きくなった。
撮像装置が設置される場所で、振動が多い場所では、特に上述のように振動対策を行った電子機器の必要性が増しているため、本発明は有効である。
【００２０】
次に、図３を参照して、図１の事前解析処理 104 で CAE の他に、更に実際に加振試験をして、解析する方法について説明する。図３は、本発明の一実施例の事前解析処理方法を説明するための図で、電子機器等の構造物の各部位における振動に対する影響の調査を行う方法について説明するための図である。図３(a) は、カメラケース内に撮像装置が搭載されている電子機器について、振動計を取付けた各部位を説明するための図である。35 は撮像装置、36 は撮像装置 35 のレンズ部、34-1 は水平角調整下部、34-2 は水平角調整上部、33 は水平角調整下部 34-1 、水平角調整上部 34-2 、撮像装置 35 、及びレンズ部 36 を収納するカメラケース、32-1 は仰角調整下部、32-2 は仰角調整上部、31 は固定部である。
【００２１】
水平角調整下部 34-1 と水平角調整上部 34-2 は、設置時に、撮像装置 35 及びレンズ部 36 の画角（視野方向）を所望の水平方向（パン角）に調整するために設けられ、図示しない固定ねじを緩めて所望の角度で固定ねじを締結するものである。
仰角調整下部 32-1 と仰角調整上部 32-2 は、撮像装置 35 及びレンズ部 36 の画角を所望の仰角（チルト角）に調整するために設けられ、図示しない固定ねじを緩めて所望の角度で固定ねじを締結するものである。
【００２２】
固定部 31 は設置場所に動かないように固定され、固定部 31 の上に仰角調整下部 32-1 と仰角調整上部 32-2 とが搭載される。仰角調整上部 32-2 にはカメラケース 33 が搭載され、カメラケース 33 内には、水平角調整下部 34-1 が搭載される。図３(a) では、カメラケース 33 の内部は説明のため、水平角調整下部 34-1 、水平角調整上部 34-2 、撮像装置 35 、及びレンズ部 36 を見えるように描いてある。
【００２３】
このように、撮像装置その他電子機器では、旋回台のように可動部を備えていなくても、設置場所に応じて、構造物の内部で、微少な調整を行うための微少可動部が存在する。このため、振動に対する対策は必ず必要になってくる。
【００２４】
図３(a) の黒点 ch1 〜 ch2 は、振動センサの測定ポイントを概略示している。ポイント ch1 は固定部 31 に、ポイント ch2 は仰角調整上部固定部 32-2 に、ポイント ch3 は水平角調整下部 34-1 に、ポイント ch4 は撮像装置 35 に取付けている。
【００２５】
上記図３(a) の構造物で、かつ、測定ポイントに振動センサを取付けて、上述のようにして変換した PSD 波形を振動試験機に入力して加振試験を行う。
図３(b) に示す表は、加振試験の結果、図３(a) の各測定ポイント ch1 〜 ch4 間の評価データである。
【００２６】
図３(b) において、相関関係“ ch2−ch3 ”は、測定ポイント ch3 と測定ポイント ch2 の相対的な関係をデータで表している。最大出力比（振動倍率）CPmax は、測定ポイント ch3 と測定ポイント ch2 の振動測定結果の波形を比較した時の、最大の出力比である。
即ち、振動測定データの波形周波数（横軸：周波数 f 、縦軸：振幅 P ）について、振幅 P3（ f ）と振幅 P2（ f ）の比で、出力比 CP ＝ P2（ f ）／ P3（ f ）から求める。ここで、（ f ）は周波数の関数であることを示している。そして、算出した出力比 CP の最大値（単位：dB ）CPmax と最大値の時の周波数 fmax（単位：Hz ）が図３(b) に示されている。
【００２７】
同様に、相関関係“ ch1−ch3 ”は、測定ポイント ch3 と測定ポイント ch1 の相対的な関係をデータで表し、相関関係“ ch2−ch4 ”は、測定ポイント ch4 と測定ポイント ch2 の相対的な関係をデータで表し、相関関係“ ch1−ch4 ”は、測定ポイント ch4 と測定ポイント ch1 の相対的な関係をデータで表している。
【００２８】
最大出力比 CPmax の値が大きい相関関係にある測定ポイント間は、振動に対して揺れが大きい（振動に弱い）ことを示している。そしてそのときの周波数 fmax は、剛性や共振に対する情報を示す。
上記図３(b) の結果から、事前対策として、揺れが大きい関係箇所に、例えば、楔等の揺れを抑える機材を入れて仮処置を行い、事前解析のための加振試験を繰返し、構造物である電子機器の最大出力比 CPmax が小さくなるようにする。
【００２９】
そして、上記仮処置した構造物に対して図１で示したような加振試験処理 105 を行うか、楔を入れて効果のあった部分について、より剛性を与えた加工を施す等の防振対策を行った構造物（電子機器）に加振試験処理 105 を行い、次に図２に示すように評価ステップ 202 によって確認後、評価 OK であれば、現地（設置場所）に据付ける。もちろん、仮処置での加振試験と評価であれば、再設計及び再加工が必要である。
【００３０】
上述の図３で説明した事前解析の方法は、構造物の内部の振動対策に有効である。しかし、実際に振動が抑制されたことは分かるが、電子機器の性能（特に電気的性能）に対して改善されたかどうかについては、振動対策の効果は不明である。
そこで、本発明の別の実施例では、電子機器が撮像装置である場合の評価方法について説明する。
【００３１】
この実施例は、被写体を固定し、固定された被写体に対して、撮像装置を３軸方向に振動させて、被写体像を取得し、被写体像のぶれを観測するものである。
このため、被写体には、特に、輪郭が明確で、方形状な写体像が得られるものが望ましい。本実施例では、円筒形の空き缶を使用した。
【００３２】
図４は、本発明の一実施例の振動試験の概略を説明するための図である。48 は床面、41 は被試験体の撮像装置、42 は振動試験機、43 は固定台、44 は被写体、45 は撮像装置 41 の光軸、45 は前後への振動方向を示す矢印、46 は上下への振動方向を示す矢印、47 は左右（本書紙面上下方向）への振動方向を示す矢印である。
振動試験機 42 は、上下方向 46 、左右方向 47 、及び前後方向 45 のいずれかの指示された軸方向に、入力された PSD 波形に従って振動する。
撮像装置 41 は振動試験機 42 に対して動かないように、固定台31（図３参照）部分と固定されている。被写体 44 は、固定台 43 上に動かないように設置されている。撮像装置 41 は、光軸 45 が示すように被写体 45 を撮像し、被写体 45 は、撮像された被写体像が方形になるような円筒形である。
【００３３】
図５は、振動している撮像装置（図４の撮像装置 41 参照）が撮像した被写体の映像（被写体像）を説明するための図である。図５(a) は、振動している撮像装置（図４の撮像装置 41 参照）が撮像した被写体の映像（被写体像）を表示した表示装置の表示画面の一例を示す図で、図５(b) は、表示画面上で、振動試験機（図４の振動試験機42 参照）が３軸のそれぞれの方向に振動したときの被写体像のぶれの方向（揺れ方向）を説明するための図である。
【００３４】
図５(a) に示すように、図４で撮像装置 41 が振動していない（静止している）場合には、撮像された被写体の像 52 は、表示画面 51 のほぼ中央に表示される。
しかし、振動試験機 42 が上下方向（図４の矢印 46 の方向）に振動している場合には、被写体像 52 は、表示画面 51 上でも矢印 56 の方向にぶれる。同様に、振動試験機 42 が左右方向（図４の矢印 47 の方向）に振動している場合には、被写体像 52 は、表示画面 51 上でも矢印 57 の方向にぶれる。
また、振動試験機 42 が前後方向（図４の矢印 45 の方向）に振動している場合には、被写体像 52 は、表示画面 51 上でも矢印 55 の方向にぶれる。
【００３５】
どの軸方向に振動した場合でも、表示画面 51 上での最大のぶれ幅と静止している幅との比を測定し、例えば、図６に示すようなデータを求めることができる。
図６は、得られた画像による振動試験の測定データの一例を示す図である。
画像ぶれ比（単位：％）を前後振動、左右振動、上下振動について求めている。
【００３６】
ただし、厳密には、例えば、前後方向 45 に振動している場合には、撮像装置 41 は仰角方向にも揺れるので、被写体像 52 は、前後に動くときの被写体の大きさの変動のほかに。台形状に見えるようにぶれる。同様に、厳密に言えば、左右方向、上下方向に振動する場合には、同様の形状変化が現れる。
しかし、このような、微少なぶれを無視（または、別に評価）して、画像の最大のぶれの比を求めることにより、振動対策前と対策後の評価が可能となる。
【００３７】
以上のように、上記実施例によれば、振動対策に対する評価を画像によって行うことができ、表示画面をユーザが視覚的に確認できるので、撮像装置のような画像を取得するような電子機器には有効である。また、電子機器としての電気的な機能についても、劣化すれば、表示画面での表示に異常が出るので直感的に理解することができる。
また撮像装置は、ぶれを観測できる撮像装置なら何でも良く、例えば、リニアセンサでも良く、赤外線カメラ、近赤外線カメラ、紫外線カメラ、Ｘ線カメラでも良い。
【００３８】
上述の実施例において、振動試験機に入力できるデータ形式として PSD 波形を例に挙げたが、振動試験機の種類に応じて、入力できる変換データの形式が変わることは自明のことであるので、他の振動の状態を表すデータ形式でも良いことはもちろんであるし、評価する項目ごとで異なっても良いことは自明である。
【００３９】
また、上述の実施例では、電子機器で代表される構造物について、その設置場所での振動を振動計で測定し、測定したデータによって振動試験を実施している。しかし、必ずしも、設置場所の振動データだけでなく、例えば、過去に、他の場所で発生した地震で観測された振動データや、シミュレーションデータであっても良い。
また更に、耐風圧強度など、撮像装置にぶれを与える物理的な力ならば、本発明を適用できる。例えば、風洞試験等で、風圧を与えて、電子機器に振動を与えることでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の設置場所暴露振動再現試験の方法を説明するためのフローチャート。
【図２】本発明の一実施例を説明するためのフローチャート。
【図３】本発明の一実施例の事前解析処理方法を説明するための図。
【図４】本発明の一実施例の振動試験の概略を説明するための図。
【図５】本発明の一実施例を説明するための図。
【図６】本発明の一実施例を説明するための図。
【符号の説明】
【００４１】
31：固定部、  32-1：仰角調整下部、  32-2：仰角調整上部、  33：カメラケース、  34-1：水平角調整下部、  34-2：水平角調整上部、  35：撮像装置、  36：レンズ部、  41：撮像装置、  42：振動試験機、  43：固定台、  44：被写体、  45：光軸、  45〜47：振動方向を示す矢印、  48：床面、  51：表示画面、  52:被写体像。
【図１】
2008116333.tif 000003
【図２】
2008116333.tif 000004
【図３】
2008116333.tif 000005
【図４】
2008116333.tif 000006
【図５】
2008116333.tif 000007
【図６】
2008116333.tif 000008