JPH08278111A - レーザ式非接触伸び計 - Google Patents
レーザ式非接触伸び計Info
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- JPH08278111A JPH08278111A JP8237495A JP8237495A JPH08278111A JP H08278111 A JPH08278111 A JP H08278111A JP 8237495 A JP8237495 A JP 8237495A JP 8237495 A JP8237495 A JP 8237495A JP H08278111 A JPH08278111 A JP H08278111A
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- Japan
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- elongation
- channel
- amount
- observation point
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 試験体Ｗの伸びが大きく、チャンネルシフト
による観察点（標点）追尾の限界を越えても、引き続い
て伸びを計測可能なレーザ式非接触伸び計を提供する。 【構成】 イメージセンサ３の各チャンネルデータ中、
初期設定された２つの観察点からのデータを用いてそれ
ぞれスペックルパターンの移動量を算出（移動量算出部
７１，７２）し、その算出結果に基づき、各観察点を追
尾するよう逐次チャンネルをシフトしつつ（チャンネル
シフト制御部７３，７４）伸びを求め（伸び算出部７
６）、チャンネルシフトが限界に達した後には、その時
点の各観察点データ源としてのチャンネルを固定してス
ペックルパターンの移動量を求め、その各移動量から、
当初の観察点間の伸びを推定演算して（推定演算部７
５）伸びの算出に供することで、チャンネルシフト限界
を越えても伸びの計測を可能とする。
による観察点（標点）追尾の限界を越えても、引き続い
て伸びを計測可能なレーザ式非接触伸び計を提供する。 【構成】 イメージセンサ３の各チャンネルデータ中、
初期設定された２つの観察点からのデータを用いてそれ
ぞれスペックルパターンの移動量を算出（移動量算出部
７１，７２）し、その算出結果に基づき、各観察点を追
尾するよう逐次チャンネルをシフトしつつ（チャンネル
シフト制御部７３，７４）伸びを求め（伸び算出部７
６）、チャンネルシフトが限界に達した後には、その時
点の各観察点データ源としてのチャンネルを固定してス
ペックルパターンの移動量を求め、その各移動量から、
当初の観察点間の伸びを推定演算して（推定演算部７
５）伸びの算出に供することで、チャンネルシフト限界
を越えても伸びの計測を可能とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試験体の表面にレーザ
光を照射して得られるスペックルパターンを利用して、
試験体の伸びを非接触のもとに計測するレーザ式非接触
伸び計に関する。
光を照射して得られるスペックルパターンを利用して、
試験体の伸びを非接触のもとに計測するレーザ式非接触
伸び計に関する。
【０００２】
【従来の技術】被測定試料の表面にレーザ光を照射する
ことによって得られるスペックルパターンを利用して、
その試料の変位情報を非接触のもとに計測する方法が知
られている。
ことによって得られるスペックルパターンを利用して、
その試料の変位情報を非接触のもとに計測する方法が知
られている。
【０００３】このようなスペックルパターンを利用して
変位情報を得る場合、基本的には、試料の測定対象面か
らのレーザ光の散乱光を、イメージセンサによって光電
変換してスペックルパターンに応じた電気信号を刻々と
得るとともに、その刻々の信号の相互相関関数を求める
ことにより、スペックルパターンの移動量を求め、その
スペックルパターンの移動量から試料の変位情報を得
る。また、このような原理を用いて、試料の２箇所にお
けるスペックルパターンの移動量を個別に求めるととも
に、その差を算出することにより、その２箇所間におけ
る試料の伸び（または縮み）量を求めることができ、材
料試験における試験体の伸びを非接触のもとに計測する
ことのできる伸び計が得られる。
変位情報を得る場合、基本的には、試料の測定対象面か
らのレーザ光の散乱光を、イメージセンサによって光電
変換してスペックルパターンに応じた電気信号を刻々と
得るとともに、その刻々の信号の相互相関関数を求める
ことにより、スペックルパターンの移動量を求め、その
スペックルパターンの移動量から試料の変位情報を得
る。また、このような原理を用いて、試料の２箇所にお
けるスペックルパターンの移動量を個別に求めるととも
に、その差を算出することにより、その２箇所間におけ
る試料の伸び（または縮み）量を求めることができ、材
料試験における試験体の伸びを非接触のもとに計測する
ことのできる伸び計が得られる。
【０００４】ここで、試験体の２箇所間における伸びを
計測する場合、レーザ光の照射位置を当初の位置に固定
していたのでは、ＪＩＳに規定された伸びの概念とは異
なるものとなる。すなわち、試験体に対する２箇所のレ
ーザ光の照射位置を固定して得られた伸びは、その照射
位置間の距離をＧＬとすると、互いに距離ＧＬを隔てて
固定された観察点を横切った試験体の移動量の積分値で
あって、ＪＩＳの引張試験等に規定された伸びは、当初
に設定した２つの点（標点）間の距離が、試験後にどの
ように変化したかを表す距離の変化量または率である。
計測する場合、レーザ光の照射位置を当初の位置に固定
していたのでは、ＪＩＳに規定された伸びの概念とは異
なるものとなる。すなわち、試験体に対する２箇所のレ
ーザ光の照射位置を固定して得られた伸びは、その照射
位置間の距離をＧＬとすると、互いに距離ＧＬを隔てて
固定された観察点を横切った試験体の移動量の積分値で
あって、ＪＩＳの引張試験等に規定された伸びは、当初
に設定した２つの点（標点）間の距離が、試験後にどの
ように変化したかを表す距離の変化量または率である。
【０００５】このようなＪＩＳの伸びを非接触のもとに
計測するためには、試験体上に初期設定した２つの観察
点を、試験体の伸びに追随して追尾していく必要があ
る。このような追尾を、ソフト的に行う方法として、試
験体に対して伸び方向にライン状に伸びるレーザ光を照
射するとともに、その広域の散乱光を１次元イメージセ
ンサで受光し、その各チャンネルデータのうち、初期設
定された２つの観察点に対応する２群の各複数チャンネ
ル分のデータを観察点データとして用いて、それぞれス
ペックルパターンの移動量を算出するとともに、その各
移動量が規定量に達するごとに、観察点データ源として
いるチャンネルを伸び方向にシフトすることにより、試
験体上に初期設定された２つの観察点（標点）を追尾す
る方法が既に提案されている。この場合、各観察点の変
位量は、それぞれ、刻々のスペックルパターンの移動量
と、チャンネルシフト量の試験体上での距離換算量との
和となり、また、試験体の伸びは、両観察点の変位量の
差から求めることができ、得られた伸びはＪＩＳ準拠の
伸びとなる。
計測するためには、試験体上に初期設定した２つの観察
点を、試験体の伸びに追随して追尾していく必要があ
る。このような追尾を、ソフト的に行う方法として、試
験体に対して伸び方向にライン状に伸びるレーザ光を照
射するとともに、その広域の散乱光を１次元イメージセ
ンサで受光し、その各チャンネルデータのうち、初期設
定された２つの観察点に対応する２群の各複数チャンネ
ル分のデータを観察点データとして用いて、それぞれス
ペックルパターンの移動量を算出するとともに、その各
移動量が規定量に達するごとに、観察点データ源として
いるチャンネルを伸び方向にシフトすることにより、試
験体上に初期設定された２つの観察点（標点）を追尾す
る方法が既に提案されている。この場合、各観察点の変
位量は、それぞれ、刻々のスペックルパターンの移動量
と、チャンネルシフト量の試験体上での距離換算量との
和となり、また、試験体の伸びは、両観察点の変位量の
差から求めることができ、得られた伸びはＪＩＳ準拠の
伸びとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
なチャンネルシフトによる２つの観察点の追尾方式によ
り試験体の伸びを計測する場合、その測定範囲はチャン
ネルのシフト可能な範囲によって定まる。つまり、いず
れかの観察点が、レーザ光の照射領域、もしくはイメー
ジセンサのチャンネルを越えて変位した場合、チャンネ
ルシフトによる観察点の追尾の限界に達し、それ以上の
計測は不能となる。例えば試験体の材質が樹脂やゴム等
の場合、その伸び量は相当な量となり、イメージセンサ
のチャンネル数を大きくし、あるいはレーザ光の照射領
域を相当に広域としても、チャンネルシフトによる観察
点の追尾方式では、伸び量の大きな試験体の計測に際し
て測定範囲を越えてしまうことが充分に予想される。
なチャンネルシフトによる２つの観察点の追尾方式によ
り試験体の伸びを計測する場合、その測定範囲はチャン
ネルのシフト可能な範囲によって定まる。つまり、いず
れかの観察点が、レーザ光の照射領域、もしくはイメー
ジセンサのチャンネルを越えて変位した場合、チャンネ
ルシフトによる観察点の追尾の限界に達し、それ以上の
計測は不能となる。例えば試験体の材質が樹脂やゴム等
の場合、その伸び量は相当な量となり、イメージセンサ
のチャンネル数を大きくし、あるいはレーザ光の照射領
域を相当に広域としても、チャンネルシフトによる観察
点の追尾方式では、伸び量の大きな試験体の計測に際し
て測定範囲を越えてしまうことが充分に予想される。
【０００７】上記のようなチャンネルシフトにによる２
つの観察点の追尾方式を採用した伸び計において、チャ
ンネルシフトの限界に達したとき、チャンネルシフトを
停止して、つまり以後の観察点を固定してそのまま計測
を続行することが可能であるが、この場合、チャンネル
シフト停止後に得られるスペックルパターンの移動量
は、前記したように固定された観察点を横切った量とな
るため、チャンネルシフト停止後の伸び量があまり大き
くない場合にはさほど影響はないものの、チャンネルシ
フト停止後の伸び量が大きくなればなるほど、得られる
伸び量はＪＩＳの概念とはかけ離れたものとなってい
く。
つの観察点の追尾方式を採用した伸び計において、チャ
ンネルシフトの限界に達したとき、チャンネルシフトを
停止して、つまり以後の観察点を固定してそのまま計測
を続行することが可能であるが、この場合、チャンネル
シフト停止後に得られるスペックルパターンの移動量
は、前記したように固定された観察点を横切った量とな
るため、チャンネルシフト停止後の伸び量があまり大き
くない場合にはさほど影響はないものの、チャンネルシ
フト停止後の伸び量が大きくなればなるほど、得られる
伸び量はＪＩＳの概念とはかけ離れたものとなってい
く。
【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、試験体の観察点（標点）がチャンネルのシフト限
界を越えて変位しても、引き続いてＪＩＳ準拠の伸びを
計測することのできるレーザ式非接触伸び計の提供を目
的としている。
ので、試験体の観察点（標点）がチャンネルのシフト限
界を越えて変位しても、引き続いてＪＩＳ準拠の伸びを
計測することのできるレーザ式非接触伸び計の提供を目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明のレーザ式非接触伸び計は、試験体Ｗの表
面に、測定すべき伸び方向に所定長さにわたってレーザ
光を照射する照射光学系１と、そのレーザ光の試験体Ｗ
表面による散乱光を受光して、散乱光に含まれるスペッ
クルパターンを検出する複数チャンネルのイメージセン
サ３と、そのイメージセンサ３の各チャンネル出力のう
ち、試験体Ｗ上で測定すべき伸び方向に互いに所定距離
だけ離れた位置に初期設定された２つの領域に対応する
２群の各複数チャンネル分のデータをそれぞれ観察点デ
ータとして用いて、試験体上の上記２領域からのスペッ
クルパターンの移動量をそれぞれ算出する移動量算出手
段７１，７２と、その各移動量の算出結果がそれぞれ規
定量に達するごとに、それぞれ観察点データ源として用
いるチャンネルを、スペックルパターンの移動の向きに
シフトし、かつ、２の観察点のうちいずれかのチャンネ
ルシフトが限界に達した時点で、双方のチャンネルシフ
トを停止するチャンネルシフト制御手段７３，７４と、
チャンネルシフト停止後の各観察点データを用いた移動
量算出手段７１，７２によるスペックルパターンの移動
量算出結果を用いて、チャンネルシフト停止後の観察点
間の伸びを推定演算する推定演算手段７５と、その推定
演算結果と、チャンネルシフト停止前の各スペックルパ
ターンの移動量算出結果および各チャンネルのシフト量
から、初期設定された２領域間の試験体の伸びを算出す
伸び算出手段７６を備えていることによって特徴づけら
れる。
めの構成を、実施例図面である図１を参照しつつ説明す
ると、本発明のレーザ式非接触伸び計は、試験体Ｗの表
面に、測定すべき伸び方向に所定長さにわたってレーザ
光を照射する照射光学系１と、そのレーザ光の試験体Ｗ
表面による散乱光を受光して、散乱光に含まれるスペッ
クルパターンを検出する複数チャンネルのイメージセン
サ３と、そのイメージセンサ３の各チャンネル出力のう
ち、試験体Ｗ上で測定すべき伸び方向に互いに所定距離
だけ離れた位置に初期設定された２つの領域に対応する
２群の各複数チャンネル分のデータをそれぞれ観察点デ
ータとして用いて、試験体上の上記２領域からのスペッ
クルパターンの移動量をそれぞれ算出する移動量算出手
段７１，７２と、その各移動量の算出結果がそれぞれ規
定量に達するごとに、それぞれ観察点データ源として用
いるチャンネルを、スペックルパターンの移動の向きに
シフトし、かつ、２の観察点のうちいずれかのチャンネ
ルシフトが限界に達した時点で、双方のチャンネルシフ
トを停止するチャンネルシフト制御手段７３，７４と、
チャンネルシフト停止後の各観察点データを用いた移動
量算出手段７１，７２によるスペックルパターンの移動
量算出結果を用いて、チャンネルシフト停止後の観察点
間の伸びを推定演算する推定演算手段７５と、その推定
演算結果と、チャンネルシフト停止前の各スペックルパ
ターンの移動量算出結果および各チャンネルのシフト量
から、初期設定された２領域間の試験体の伸びを算出す
伸び算出手段７６を備えていることによって特徴づけら
れる。
【００１０】
【作用】チャンネルシフトが限界に達するまでは、前記
した提案と同様に、チャンネルシフトにより観察点を追
尾し、各観察点についての刻々のスペックルパターンの
移動量とチャンネルシフト量から、２つの観察点間の伸
びを演算する。
した提案と同様に、チャンネルシフトにより観察点を追
尾し、各観察点についての刻々のスペックルパターンの
移動量とチャンネルシフト量から、２つの観察点間の伸
びを演算する。
【００１１】一方、チャンネルシフトが限界に達した後
は、観察点データ源として用いるチャンネルを固定し、
その固定された各チャンネル群からのデータを用いてス
ペックルパターンの移動量を求めることで、各固定観察
点を横切った量を得るとともに、その各固定観察点を横
切った量から、当初に設定した２つの観察点（標点）間
の伸び量を、例えば後述する（６）式によって推定す
る。
は、観察点データ源として用いるチャンネルを固定し、
その固定された各チャンネル群からのデータを用いてス
ペックルパターンの移動量を求めることで、各固定観察
点を横切った量を得るとともに、その各固定観察点を横
切った量から、当初に設定した２つの観察点（標点）間
の伸び量を、例えば後述する（６）式によって推定す
る。
【００１２】そして、試験開始当初からの試験体Ｗの伸
び量は、チャンネルシフト停止前の状態における各観察
点のスペックルパターンの移動量およびチャンネルシフ
ト量の試験体上での距離換算量に基づく、各観察点の移
動量の差と、チャンネルシフト停止後における伸び量の
推定演算結果との和によって表わすことで、所期の目的
を達成できる。
び量は、チャンネルシフト停止前の状態における各観察
点のスペックルパターンの移動量およびチャンネルシフ
ト量の試験体上での距離換算量に基づく、各観察点の移
動量の差と、チャンネルシフト停止後における伸び量の
推定演算結果との和によって表わすことで、所期の目的
を達成できる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明実施例の全体構成を示す模式図
である。試験体Ｗは、例えば材料試験機の掴み具間にそ
の両端が把持された状態で、図中上下方向への引張荷重
が与えられる。この試験体Ｗには、照射光学系１から、
その伸び方向に所定の距離にわたって一様なレーザ光が
照射される。
である。試験体Ｗは、例えば材料試験機の掴み具間にそ
の両端が把持された状態で、図中上下方向への引張荷重
が与えられる。この試験体Ｗには、照射光学系１から、
その伸び方向に所定の距離にわたって一様なレーザ光が
照射される。
【００１４】照射光学系１は、例えば半導体レーザ１ａ
と、コリメータレンズ１ｂ、および２つのシリンドリカ
ルレンズ１ｃ，１ｄからなるビームエキスパンダによっ
て構成することができる。
と、コリメータレンズ１ｂ、および２つのシリンドリカ
ルレンズ１ｃ，１ｄからなるビームエキスパンダによっ
て構成することができる。
【００１５】照射光学系１からのレーザ光の試験体Ｗの
表面による散乱光は、集光レンズ２によってイメージセ
ンサ３の受光面上に結像される。イメージセンサ３は、
例えば上下に２０００個の画素が１０μｍのピッチで配
列された２０００チャンネルの１次元イメージセンサで
あり、また、集光レンズ２は、そのイメージセンサ３の
受光面上に、試験体Ｗからの散乱像を、試験体Ｗの表面
上における寸法に対して例えば１／１０に縮小して結像
させることができる。
表面による散乱光は、集光レンズ２によってイメージセ
ンサ３の受光面上に結像される。イメージセンサ３は、
例えば上下に２０００個の画素が１０μｍのピッチで配
列された２０００チャンネルの１次元イメージセンサで
あり、また、集光レンズ２は、そのイメージセンサ３の
受光面上に、試験体Ｗからの散乱像を、試験体Ｗの表面
上における寸法に対して例えば１／１０に縮小して結像
させることができる。
【００１６】イメージセンサ３の各チャンネルからの出
力は、増幅器４で増幅された後、Ａ−Ｄ変換器５でデジ
タル化され、メモリ６に格納される。メモリ６には、イ
メージセンサ３の各チャンネルごとにデータの格納アド
レスが設定されており、各チャンネルからの各データは
それぞれ該当のアドレスに格納される。このメモリ６内
の各チャンネルのデータは、後述する各観察点における
参照デーテを除いて、データが到来するごとに演算部７
に刻々と読みだされて、その一部か後述する演算に供さ
れた後に、全データが直ちに捨てられ、イメージセンサ
３からの次のデータの到来を待つようになっている。
力は、増幅器４で増幅された後、Ａ−Ｄ変換器５でデジ
タル化され、メモリ６に格納される。メモリ６には、イ
メージセンサ３の各チャンネルごとにデータの格納アド
レスが設定されており、各チャンネルからの各データは
それぞれ該当のアドレスに格納される。このメモリ６内
の各チャンネルのデータは、後述する各観察点における
参照デーテを除いて、データが到来するごとに演算部７
に刻々と読みだされて、その一部か後述する演算に供さ
れた後に、全データが直ちに捨てられ、イメージセンサ
３からの次のデータの到来を待つようになっている。
【００１７】演算部７は、図においては各機能ごとのブ
ロック図で示しているが、実際には高速信号処理回路と
ＣＰＵによって構成されている。この演算部７には、イ
メージセンサ３の各チャンネルからのデータのうち、試
験開始当初に試験体Ｗの２つの標点に該当する２領域か
らの散乱光データを、それぞれ観察点データとして初期
設定するための設定器８が接続されている。この設定器
８により、図２にグラフで示すように、イメージセンサ
３の第１〜第２０００チャンネルのうち、初期の観察点
データとして、例えば第３０１チャンネルから第４００
チャンネルまでを第１の観察点データ源、第１６０１チ
ャンネルから第１７００チャンネルまでを第２の観察点
データ源として設定する。
ロック図で示しているが、実際には高速信号処理回路と
ＣＰＵによって構成されている。この演算部７には、イ
メージセンサ３の各チャンネルからのデータのうち、試
験開始当初に試験体Ｗの２つの標点に該当する２領域か
らの散乱光データを、それぞれ観察点データとして初期
設定するための設定器８が接続されている。この設定器
８により、図２にグラフで示すように、イメージセンサ
３の第１〜第２０００チャンネルのうち、初期の観察点
データとして、例えば第３０１チャンネルから第４００
チャンネルまでを第１の観察点データ源、第１６０１チ
ャンネルから第１７００チャンネルまでを第２の観察点
データ源として設定する。
【００１８】第１および第２の移動量算出部７１および
７２は、設定器８によって初期設定された上下の２領域
Ａ１およびＡ２からの散乱光データ、つまりイメージセ
ンサ３の第３０１〜第４００チャンネルのデータ群と、
第１６０１〜第１７００チャンネルのデータ群とをそれ
ぞれ観察点データとして、それぞれの領域からのスペッ
クルパターンの移動量を求める。具体的には、各観察点
データの初期値をそれぞれ参照データとして、その各参
照データと以後の刻々の観察点データとの相互相関関数
を算出して、その各ピーク位置から各観察点のスペック
ルパターンの移動量を求める。
７２は、設定器８によって初期設定された上下の２領域
Ａ１およびＡ２からの散乱光データ、つまりイメージセ
ンサ３の第３０１〜第４００チャンネルのデータ群と、
第１６０１〜第１７００チャンネルのデータ群とをそれ
ぞれ観察点データとして、それぞれの領域からのスペッ
クルパターンの移動量を求める。具体的には、各観察点
データの初期値をそれぞれ参照データとして、その各参
照データと以後の刻々の観察点データとの相互相関関数
を算出して、その各ピーク位置から各観察点のスペック
ルパターンの移動量を求める。
【００１９】各移動量算出部７１，７２からの出力は、
それぞれ、後述するチャンネルシフトを停止するまでは
伸び算出部７６および第１および第２のチャンネルシフ
ト制御部７３および７４に供給されるとともに、チャン
ネルシフトを停止した後には推定演算部７５に供給され
る。
それぞれ、後述するチャンネルシフトを停止するまでは
伸び算出部７６および第１および第２のチャンネルシフ
ト制御部７３および７４に供給されるとともに、チャン
ネルシフトを停止した後には推定演算部７５に供給され
る。
【００２０】チャンネルシフト制御部７３および７４で
は、供給されたスペックルパターンの移動量が規定量、
例えば３０チャンネル分に相当する量、従って前記した
例では試験体Ｗ上での実際のスペックルパターンの移動
量が３００μｍ、に達するごとに、観察点データ源とし
てのチャンネルをその移動の向きに３０チャンネル分シ
フトする。すなわち、第１の観察点データ源からのスペ
ックルパターンの移動量が３００μｍに達すると、デー
タ源として用いるチャンネルを第３３１〜第４３０チャ
ンネルにシフトし、以降、第１の移動量算出部７１で用
いるデータを、シフト後のチャンネルからのデータに変
更する。つまり、チャンネルシフトを行う時点におい
て、それまで使用していた参照データを廃棄し、第３３
１〜第４３０チャンネルからのシフト当初のデータを参
照データとして、以後の同チャンネル群からのデータの
相互相関関数を刻々と算出する。第２の観察点データに
ついても、全く同様に取り扱う。そして、このようなチ
ャンネルシフトが実行されるごとに、その旨が伸び算出
部７６に伝達される。伸び算出部７６では、チャンネル
シフトが続けられている状態において、以下の計算によ
って当初に設定された標点Ａ１，Ａ２間の伸び量Δを算
出する。
は、供給されたスペックルパターンの移動量が規定量、
例えば３０チャンネル分に相当する量、従って前記した
例では試験体Ｗ上での実際のスペックルパターンの移動
量が３００μｍ、に達するごとに、観察点データ源とし
てのチャンネルをその移動の向きに３０チャンネル分シ
フトする。すなわち、第１の観察点データ源からのスペ
ックルパターンの移動量が３００μｍに達すると、デー
タ源として用いるチャンネルを第３３１〜第４３０チャ
ンネルにシフトし、以降、第１の移動量算出部７１で用
いるデータを、シフト後のチャンネルからのデータに変
更する。つまり、チャンネルシフトを行う時点におい
て、それまで使用していた参照データを廃棄し、第３３
１〜第４３０チャンネルからのシフト当初のデータを参
照データとして、以後の同チャンネル群からのデータの
相互相関関数を刻々と算出する。第２の観察点データに
ついても、全く同様に取り扱う。そして、このようなチ
ャンネルシフトが実行されるごとに、その旨が伸び算出
部７６に伝達される。伸び算出部７６では、チャンネル
シフトが続けられている状態において、以下の計算によ
って当初に設定された標点Ａ１，Ａ２間の伸び量Δを算
出する。
【００２１】すなわち、試験開始当初からある時間が経
過した時点における各標点Ａ１およびＡ２の変位量δ１
およびδ２は、その時点までの移動量算出部７１および
７２によるスペックル移動量の積算値の試験体Ｗ上での
距離換算値をそれぞれＳ１およびＳ２とし、同時点にお
ける各観察点でのチャンネルシフト量の積算値の同じく
試験体Ｗ上での距離換算値をそれぞれＣ１およびＣ２と
すると、 δ１＝Ｃ１＋Ｓ１，δ２＝Ｃ２＋Ｓ２ であるから、 Δ＝δ１−δ２＝（Ｃ１＋Ｓ１）−（Ｃ２＋Ｓ２） ・・（１） によって伸び量Δを算出する。この伸び量Δは、当初に
設定した２つの標点Ａ１とＡ２を追尾しながらその各変
位量を求め、その各変位量の差であるため、標点間距離
が試験によって実際に伸びた量を表す値であり、ＪＩＳ
準拠の伸び量を表すことになる。
過した時点における各標点Ａ１およびＡ２の変位量δ１
およびδ２は、その時点までの移動量算出部７１および
７２によるスペックル移動量の積算値の試験体Ｗ上での
距離換算値をそれぞれＳ１およびＳ２とし、同時点にお
ける各観察点でのチャンネルシフト量の積算値の同じく
試験体Ｗ上での距離換算値をそれぞれＣ１およびＣ２と
すると、 δ１＝Ｃ１＋Ｓ１，δ２＝Ｃ２＋Ｓ２ であるから、 Δ＝δ１−δ２＝（Ｃ１＋Ｓ１）−（Ｃ２＋Ｓ２） ・・（１） によって伸び量Δを算出する。この伸び量Δは、当初に
設定した２つの標点Ａ１とＡ２を追尾しながらその各変
位量を求め、その各変位量の差であるため、標点間距離
が試験によって実際に伸びた量を表す値であり、ＪＩＳ
準拠の伸び量を表すことになる。
【００２２】さて、各移動量算出部７１，７２によるス
ペックルパターンの移動量が規定量に達しても、一方の
観察点源、図１の例では観察点Ａ１が、もはやレーザ光
の照射領域から逸脱して、チャンネルシフトの限界に達
したとき、各チャンネルシフト制御部７３，７４は、そ
の時点でチャンネルのシフトを停止し、各観察点データ
源となるチャンネルを固定する。そして、以後、各移動
量算出部７１，７２は、その各固定された観察点からの
データを用いてスペックルパターンの移動量を算出し、
その結果を推定演算部７５の供給する。推定演算部７５
は、以下の演算によって、各固定観察点からのデータを
用いたスペックルパターンの移動量算出結果から、試験
体Ｗ上に当初に設定された２つの標点Ａ１およびＡ２間
の伸びを推定演算する。
ペックルパターンの移動量が規定量に達しても、一方の
観察点源、図１の例では観察点Ａ１が、もはやレーザ光
の照射領域から逸脱して、チャンネルシフトの限界に達
したとき、各チャンネルシフト制御部７３，７４は、そ
の時点でチャンネルのシフトを停止し、各観察点データ
源となるチャンネルを固定する。そして、以後、各移動
量算出部７１，７２は、その各固定された観察点からの
データを用いてスペックルパターンの移動量を算出し、
その結果を推定演算部７５の供給する。推定演算部７５
は、以下の演算によって、各固定観察点からのデータを
用いたスペックルパターンの移動量算出結果から、試験
体Ｗ上に当初に設定された２つの標点Ａ１およびＡ２間
の伸びを推定演算する。
【００２３】すなわち、図３（Ａ）に示すように、長さ
Ｌの試験体Ｗの伸びが均一であるとしてその伸び率がα
であるとし、このときの微小伸び率をｄαとすると、観
察点を通過する微小変位は
Ｌの試験体Ｗの伸びが均一であるとしてその伸び率がα
であるとし、このときの微小伸び率をｄαとすると、観
察点を通過する微小変位は
【００２４】
【数１】
【００２５】で表される。これを０から最終の伸び率α
まで積分すると、
まで積分すると、
【００２６】
【数２】
【００２７】となる。この（３）式のαはＪＩＳの規定
する伸び率に相当する値である。一方、図３（Ｂ）に示
すように、本発明実施例においてチャンネルシフト停止
後に試験体Ｗ上に固定された観察点をａ１およびａ２と
し、その間の距離をＬとするとともに、これらの観察点
ａ１およびａ２からのデータに基づく各スペックルパタ
ーンの移動量をそれぞれｘ1 およびｘ2 としたとき、単
にｘ1 とｘ2 の差を伸び量として用いて伸び率α′を算
出すると、
する伸び率に相当する値である。一方、図３（Ｂ）に示
すように、本発明実施例においてチャンネルシフト停止
後に試験体Ｗ上に固定された観察点をａ１およびａ２と
し、その間の距離をＬとするとともに、これらの観察点
ａ１およびａ２からのデータに基づく各スペックルパタ
ーンの移動量をそれぞれｘ1 およびｘ2 としたとき、単
にｘ1 とｘ2 の差を伸び量として用いて伸び率α′を算
出すると、
【００２８】
【数３】
【００２９】となる。この伸び率α′からαを求めるに
は、
は、
【００３０】
【数４】
【００３１】従って、ＪＩＳに準拠した伸び量ΔＬは、
【００３２】
【数５】
【００３３】となる。推定演算部７５では、この（６）
式を記憶しておき、各固定観察点ａ１とａ２からの刻々
のスペックルパターンの移動量ｘ1 およびｘ2 から、チ
ャンネルシフト停止後の試験体Ｗの伸び量ΔＬを推定す
る。そして、チャンネルシフト停止後においては、その
推定結果ΔＬも伸び算出部７６に供給される。
式を記憶しておき、各固定観察点ａ１とａ２からの刻々
のスペックルパターンの移動量ｘ1 およびｘ2 から、チ
ャンネルシフト停止後の試験体Ｗの伸び量ΔＬを推定す
る。そして、チャンネルシフト停止後においては、その
推定結果ΔＬも伸び算出部７６に供給される。
【００３４】チャンネルシフト停止後において、伸び算
出部７６は、試験体Ｗの伸び量Δ′を、前記（１）式で
表されるチャンネル停止時点までの伸び量Δと、推定演
算部７５による推定演算結果ΔＬとから、 Δ′＝Δ＋ΔＬ ・・（７） によって算出する。上記したΔＬの算出手法から明らか
なように、（７）式によって算出される伸び量Δ′につ
いても、ＪＩＳ準拠の伸び量となる。
出部７６は、試験体Ｗの伸び量Δ′を、前記（１）式で
表されるチャンネル停止時点までの伸び量Δと、推定演
算部７５による推定演算結果ΔＬとから、 Δ′＝Δ＋ΔＬ ・・（７） によって算出する。上記したΔＬの算出手法から明らか
なように、（７）式によって算出される伸び量Δ′につ
いても、ＪＩＳ準拠の伸び量となる。
【００３５】なお、以上の実施例では、照射光学系１に
よるレーザ光の照射領域全体からの散乱光を、１つのイ
メージセンサ３によって受光したが、試験体Ｗの伸び方
向に２つのイメージセンサを配設し、これらでレーザ光
照射領域全体からの散乱光を分担して受光するようにし
てもよく、また、照射光学系を２つ設け、その２つの照
射光学系により、２つの観察点それぞれに対応して、試
験体Ｗを同一直線上で分割して照射するようにしてもよ
いことは勿論である。
よるレーザ光の照射領域全体からの散乱光を、１つのイ
メージセンサ３によって受光したが、試験体Ｗの伸び方
向に２つのイメージセンサを配設し、これらでレーザ光
照射領域全体からの散乱光を分担して受光するようにし
てもよく、また、照射光学系を２つ設け、その２つの照
射光学系により、２つの観察点それぞれに対応して、試
験体Ｗを同一直線上で分割して照射するようにしてもよ
いことは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
試験体上に当初に標点として設定された２つの領域が試
験の進行に伴って移動しても、その各領域を追尾するよ
うに、観察点データ源として使用するチャンネルを自動
的にシフトしつつ、それぞれのスペックルパターンの移
動量を求めて、チャンネルシフト量とを合わせて伸びを
算出するとともに、チャンネルシフト限界に達した後
は、観察点データ源のチャンネルを固定してスペックル
パターンの移動量を算出することによって固定観察点の
通過量を求め、その各観察点の通過量から、チャンネル
シフト停止後における標点間の伸び量を推定し、その推
定結果も伸び量の算出に供するから、チャンネルシフト
による観察点の追尾が限界に達した後でも、正しくＪＩ
Ｓに準拠した伸びの測定が可能となり、特に伸びの大き
な樹脂やゴム等の試験に有効である。
試験体上に当初に標点として設定された２つの領域が試
験の進行に伴って移動しても、その各領域を追尾するよ
うに、観察点データ源として使用するチャンネルを自動
的にシフトしつつ、それぞれのスペックルパターンの移
動量を求めて、チャンネルシフト量とを合わせて伸びを
算出するとともに、チャンネルシフト限界に達した後
は、観察点データ源のチャンネルを固定してスペックル
パターンの移動量を算出することによって固定観察点の
通過量を求め、その各観察点の通過量から、チャンネル
シフト停止後における標点間の伸び量を推定し、その推
定結果も伸び量の算出に供するから、チャンネルシフト
による観察点の追尾が限界に達した後でも、正しくＪＩ
Ｓに準拠した伸びの測定が可能となり、特に伸びの大き
な樹脂やゴム等の試験に有効である。
【図１】本発明実施例の全体構成を示す模式図
【図２】本発明実施例の設定器８による観察点の初期設
定の手法を説明するためのグラフ
定の手法を説明するためのグラフ
【図３】本発明実施例の推定演算部７５による伸びの推
定演算手法の説明図
定演算手法の説明図
１ 照射光学系 ２ 集光レンズ ３ イメージセンサ ６ メモリ ７ 演算部 ７１，７２ 移動量算出部 ７３，７４ チャンネルシフト制御部 ７５ 推定演算部 ７６ 伸び算出部 ８ 設定器 Ｗ 試験体
Claims (1)
- 【請求項１】 試験体表面に、測定すべき伸び方向に所
定長さにわたってレーザ光を照射する照射光学系と、そ
のレーザ光の試験体表面による散乱光を受光して、散乱
光に含まれるスペックルパターンを検出する複数チャン
ネルのイメージセンサと、そのイメージセンサの各チャ
ンネル出力のうち、試験体上で上記伸び方向に互いに所
定距離だけ離れた位置に初期設定された２つの領域に対
応する２群の各複数チャンネル分のデータをそれぞれ観
察点データとして用いて、試験体上の上記２領域からの
スペックルパターンの移動量をそれぞれ算出する移動量
算出手段と、その各移動量の算出結果がそれぞれ規定量
に達するごとに、それぞれ観察点データ源として用いる
チャンネルを、スペックルパターンの移動の向きにシフ
トし、かつ、２の観察点のうちいずれかのチャンネルシ
フトが限界に達した時点で、双方のチャンネルシフトを
停止するチャンネルシフト制御手段と、チャンネルシフ
ト停止後の各観察点データを用いた上記移動量算出手段
によるスペックルパターンの移動量算出結果を用いて、
チャンネルシフト停止後の観察点間の伸びを推定演算す
る推定演算手段と、その推定演算結果と、チャンネルシ
フト停止前の各移動量算出結果および各チャンネルのシ
フト量から、初期設定された２領域間の試験体の伸びを
算出す伸び算出手段を備えたレーザ式非接触伸び計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8237495A JP2894236B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | レーザ式非接触伸び計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8237495A JP2894236B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | レーザ式非接触伸び計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278111A true JPH08278111A (ja) | 1996-10-22 |
| JP2894236B2 JP2894236B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=13772820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8237495A Expired - Fee Related JP2894236B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | レーザ式非接触伸び計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894236B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103090811A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-05-08 | 清华大学 | 一种微散斑环氧膜的制备及转移方法 |
| PL132324U1 (pl) * | 2024-08-14 | 2025-01-20 | Politechnika Gdańska | Szablon do znakowania próbek polimerowych badanych wideoekstensometrem |
| PL132323U1 (pl) * | 2024-08-14 | 2025-01-20 | Politechnika Gdańska | Szablon do znakowania próbek polimerowych badanych wideoekstensometrem |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP8237495A patent/JP2894236B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103090811A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-05-08 | 清华大学 | 一种微散斑环氧膜的制备及转移方法 |
| PL132324U1 (pl) * | 2024-08-14 | 2025-01-20 | Politechnika Gdańska | Szablon do znakowania próbek polimerowych badanych wideoekstensometrem |
| PL132323U1 (pl) * | 2024-08-14 | 2025-01-20 | Politechnika Gdańska | Szablon do znakowania próbek polimerowych badanych wideoekstensometrem |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2894236B2 (ja) | 1999-05-24 |
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Legal Events
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