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制御 PC とソフトウェア

測定はすべて制御 PC 上の GUI laser_gui（AC-LGAD レーザースキャン制御 GUI）で行います。 このページでは、GUI の導入、機器側の初期設定、起動方法を説明します。

制御 PC

項目 内容
ユーザー名・パスワード 内部情報 を見る（パスワードは問い合わせ先に聞く）
GUI フォルダ ~/workspace/laser_gui/（日本語 UI 版）、~/workspace/laser_gui_en/（英語 UI 版）
コードの入手先 この Wiki のリポジトリの gui/laser_gui/（日本語 UI 版）・gui/laser_gui_en/（英語 UI 版）。導入方法は GitHub から GUI を入れる
Python 最新版

GUI の版

この Wiki は 2026-11-01 版 に合わせて書いています。 2026-11-01 に、制御 PC の GUI フォルダ名を laser_gui_v4 / laser_gui_v4_en から laser_gui / laser_gui_en に変えました。古いメモの laser_gui_v4 は読み替えてください。

フォルダ 内容
laser_gui 日本語 UI 版
laser_gui_en 英語 UI 版。2026-11-01 版で日本語版と同じ仕様にそろえた（機能・既定値は同一で、画面の文言だけが英語）。日本語が読めない人はこちらを使う

主な改修の履歴：

版 主な変更
2026-11-01 レーザーの標準条件（1 MHz、TUNE manual 50 % = MIP 相当）を既定値にし、レーザーパネルに [★ 標準設定を適用 ★] ボタンを追加。英語版を日本語版と同じ仕様にそろえた
2026-10-16（v4） ピクセル型センサーに対応（センサーの種類、ピクセルの原点出し・フル較正・スキャン範囲・解析）。2dYX のテンプレートフィット解析（論文図）を [解析] タブから実行できるようにした
2026-10（v2） センサー辞書、原点の自動登録、原点出しの精密仕上げ+検証、Z 追従の 3 方式、TUNE 最適化の方式選択など

この Wiki の画面写真は、GUI 付属の docs/make_screenshots.py がシミュレーションモードで自動生成したものです（2026-11-01 版）。 波形とカメラ画像は疑似データで、接続先などの内部情報は塗りつぶしています。

GitHub から GUI を入れる

GUI のコードは、この Wiki と同じリポジトリの gui/ にあります。制御 PC 以外の PC に入れるときや、制御 PC の GUI を入れ直すときは次の手順で入れます。

  1. リポジトリを取得し、gui/laser_gui（英語 UI 版は gui/laser_gui_en）を ~/workspace/ にコピーします。

    git clone https://github.com/Kanato-M/Hiroshima-TCT-wiki.git
cp -r Hiroshima-TCT-wiki/gui/laser_gui ~/workspace/

  2. GUI のフォルダで config_local.example.json を config_local.json にコピーし、<SCOPE_IP> などのプレースホルダを実際の値に書き換えます。 値は 内部情報（パスワード付き）にあります。

公開版のコードには IP アドレスなどが入っていない

公開リポジトリのコードでは、機器の IP アドレス・ユーザー名などを <SCOPE_IP>・<STAGE_IP>・<SCOPE_USER> などのプレースホルダにしています。 config_local.json を作らずに起動すると、ターミナルに「実機の値が設定されていません」と警告が出て、オシロ・ステージに接続できません（シミュレーションモードは使えます）。 config_local.json は git の管理外なので、実際の値をコミットしてしまうことはありません。

必要なソフトウェア

制御用の Windows PC（Python 3.10 以上）で、GUI のフォルダに移動して依存パッケージを入れます（初回のみ）。

pip install -r requirements.txt

requirements.txt の内容：

パッケージ 用途
PySide6 GUI フレームワーク
pyvisa, pyvisa-py オシロスコープ制御（VXI-11 を使う場合）
pyserial PiLAS DX（USB 仮想 COM）、SHRC-203（RS-232C 使用時）
opencv-python フォーカスカメラ
numpy 数値計算
paramiko データ回収（オシロ → PC、SSH/SFTP）
matplotlib, uproot 簡易解析（図の出力、.trc → ROOT 変換）

NI-VISA は不要

LeCroy の VICP プロトコルは devices/lecroy_scope.py に純 Python で実装されているので、 NI-VISA や LeCroy VICP passport は要りません。

機器側の初期設定（初回のみ）

装置を新しく組んだとき・機器を交換したときにだけ必要な設定です。通常の測定では済んでいます。

  1. PiLAS DX：USB 接続には FTDI VCP ドライバが必要です（PiLAS Product Guide 3.3 節）。 デバイスマネージャで COM 番号を確認します（制御 PC では COM5）。

  2. LeCroy オシロスコープ：オシロ本体の Utilities → Utilities Setup → Remote で制御方式を確認します。

    • TCPIP (VICP)（既定）なら VICP::<オシロの IP>::INSTR
    • LXI (VXI11) なら TCPIP0::<オシロの IP>::inst0::INSTR

    どちらでも、接続時にもう一方へ自動フォールバックします。IP は 内部情報 にあります。 3. LeCroy の SSH サーバ：データ回収はオシロ側 Windows の OpenSSH サーバ (sshd) に接続します。 2026-09 時点で設定済みです。 4. SHRC-203：本体メニューで Ethernet を有効化し、IP を設定します（内部情報）。通信モードは SHOT 互換コマンド、 ポート番号は本体設定に合わせます。 5. 制御 PC：機器側 LAN の IP アドレス・ゲートウェイを設定します（内部情報）。 サブネットマスクは 255.255.255.0 にします。255.255.255.255 にすると、同じセグメントの機器にも直接届かずルーター経由になり、 ステージ（SHRC-203）が応答しません。SHRC-203 本体の IP・マスク・ゲートウェイを変えたときは、電源を入れ直すと有効になります。

環境ごとの設定 config_local.json

COM ポート番号やオシロ側の保存先など PC ごとに違う設定は、config.py を書き換えずに、 同じフォルダの config_local.json に書きます。書いた項目だけが上書きされます。

{
  "laser_port": "COM5",
  "stage_um_per_pulse": [2.0, 2.0, 2.0],
  "stage_speed_pps": [1000, 10000, 200],
  "scope_save_dir": "C:\\Users\\LeCroyUser\\Desktop\\data",
  "scope_smb_user": "<SSH ユーザー>",
  "transfer_dest_dir": "..\\data"
}
キー 既定値 内容
scope_resource VICP::<オシロの IP>::INSTR オシロの接続先
scope_save_dir C:\Users\LeCroyUser\Desktop\data オシロ本体側の波形保存ベースフォルダ
scope_smb_user <SSH ユーザー> データ回収の SSH ユーザー名
transfer_dest_dir ..\data PC 側の回収先（GUI フォルダからの相対パス可）
stage_host / stage_port <ステージの IP> / <ポート> ステージの接続先
stage_um_per_pulse [2.0, 2.0, 2.0] 1 パルスあたりの移動量 [µm]（X, Y, Z）。実機確認済み
stage_speed_pps [1000, 10000, 200] 起動速度 [pps]、最高速度 [pps]、加減速時間 [ms]。上げすぎると脱調の恐れ
laser_port COM5 レーザーの COM ポート
camera_index 0 カメラのデバイス番号
scope_trig_delay -53NS 標準の水平オフセット
laser_freq_hz 1000000 レーザーの標準の繰り返し周波数（[★ 標準設定を適用 ★] で送る値）
laser_tune_auto / laser_tune_percent false / 50.0 標準の TUNE（manual 50 % = MIP 相当）
stage_screen_dir [1, -1] ジョグの向き。カメラ画像の（右, 上）へ動かすステージ軸の符号。カメラやステージの向きを変えたら直す

パスワードはファイルに書かない

データ回収の SSH パスワードは保存されず、転送のたびに GUI で入力します。パスワードは装置の管理者に聞いてください。

起動

ログと状態ファイルの保存先 logs/ は 起動したディレクトリからの相対パス なので、必ず GUI のフォルダで起動します。

制御 PC ではターミナルを開いて、次のように起動します（英語 UI 版は laser_gui_en）。

cd workspace/laser_gui
python ./main.py              # 実機モード
python ./main.py --simulate   # 全機器をシミュレーション

起動すると、モニターの利用可能領域に収まるようにウィンドウが開きます。画面構成は GUI の画面構成 を見てください。

シミュレーションモードで練習する

python main.py --simulate で起動すると、全機器が疑似デバイスになり、ウィンドウのタイトルに [シミュレーションモード] と出ます。

  • 疑似センサー応答（devices/sim_world.py）を持ち、電極上で信号ゼロ・合焦で振幅最小・傾いたセンサー・TUNE 依存を再現します。
  • 原点出し・フル較正・Z フォーカス・TUNE 最適化・スキャンを最後まで試せます。
  • 状態ファイルは logs_sim/ に保存され、実機用の logs/ は変わりません。

練習の順番：

  1. 各パネルで [接続]（カメラは [開始]）を押す。
  2. ステージパネル [操作] タブの [機械原点復帰 (H:W)]。
  3. [位置登録] タブの [原点出し開始位置へ]。
  4. レーザーパネルで [発振 ON (ld=1)]。
  5. [アライメント] タブの [原点出し (Z→Y→X→R:W)]。
  6. 自動スキャンパネルで 1D 位置スキャンを実行。

この後の 測定の全体の流れ を、まずシミュレーションモードで一通り試すことを勧めます。

フォルダ構成

制御 PC の ~/workspace/ は次のようになっています。

workspace/
├── laser_gui/           # GUI（日本語 UI 版）
├── laser_gui_en/        # GUI（英語 UI 版）
├── data/                # オシロから回収した波形 (<年>/<YYYYMMDD>/scan_...)
├── macro/               # テンプレートフィット解析・ピクセル解析 (template_timing/)
└── results/             # 解析結果 (<スキャン名>/)

GUI フォルダの中身は次のとおりです（英語 UI 版も同じ構成）。

laser_gui/
├── main.py              # エントリポイント
├── config.py            # 設定 (config_local.json で上書き)
├── sensors.py           # センサー / DUT プロファイルの登録辞書
├── scan_geometry.py     # 標準センサーの実測座標と傾き係数 (2026-08-24)
├── devices/             # 機器ドライバ (simulate モード内蔵)
│   ├── pilas_laser.py   #   PiLAS DX
│   ├── shrc203_stage.py #   SHRC-203 + 機械座標の追跡
│   ├── lecroy_scope.py  #   LeCroy (SCPI + VBS、画面取得)
│   ├── scope_scp.py     #   データ回収 (SSH/SFTP)
│   ├── focus_camera.py  #   USB カメラ
│   └── sim_world.py     #   --simulate 用の疑似センサー応答
├── gui/                 # PySide6 パネル群
├── logs/                # 通信ログ・スキャン記録・状態ファイル
├── captures/            # カメラのスナップショット
└── analysis/            # 取得データの簡易解析 (run_analysis.py)

PC 側の回収データ（..\data）、解析結果（..\results）、テンプレートフィット解析のコード（..\macro）は GUI フォルダの 外（隣）に置かれます。 日本語版と英語版の GUI でデータを共有するためです。詳しくは 出力ファイル一覧。

回収したデータは NAS にバックアップします（データ回収と簡易解析）。

測定ログ

機器へ送ったコマンドと応答はすべて GUI 左下の通信ログに表示され、logs/gui_YYYYMMDD.log にも残ります。 トラブルのときはまずこのファイルを見てください。