JP2003294598A - 弾性特性の計測方法及び計測システム - Google Patents
弾性特性の計測方法及び計測システムInfo
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Abstract
態で短時間に計測し、その計測結果を線形表示する弾性
特性の計測方法及び計測システムに関する。 【解決手段】 被計測面に圧縮空気を瞬間的に吹きつ
け、この吹きつけによる被計測面の変位量をレーザー変
位計にて計測し、その計測結果を線形表示する弾性特性
の計測方法であり、圧縮空気を吹きつけるノズル体と、
変位量を計測するレーザー変位装置とを備え、レーザー
変位装置には被計測面上の圧縮空気の吹きつけ部位にレ
ーザー光線を発射するとともに、そのレーザー光線の反
射光を捕捉できるセンサヘッドが設けられ、このセンサ
ヘッドに圧力センサと変位センサとコンピュータとを接
続し、このコンピュータで計測された弾性特性の結果を
線形表示するディスプレイを備え、前記ノズル体とセン
サヘッドとは、いずれも被計測面と非接触状に配設され
ている。
Description
法及び計測システムに関し、さらに詳しくは、生体や材
料の弾性特性を非接触状態で短時間に計測し、その計測
結果を線形表示する弾性特性の計測方法及びこれに使用
する計測システムに関する。
計測するための装置としては、皮膚硬さ計、機械インピ
ーダンス計測装置、皮膚粘弾性計測装置等と呼ばれるも
のが知られている。これらの弾性特性の計測装置を分類
すると、皮膚を押したときの力とへこみ(変位)の関
係で計測するタイプ、皮膚に対して一定周波数の振動
を与えたときの応答で計測するタイプ、皮膚を吸引し
たときの皮膚の持ち上がり高さ寸法で計測するタイプ等
に分けることができる。
(皮膚)を押したときの力とへこみ(変位)の関係で、
弾性特性を計測するタイプに分類される計測方法及び計
測システムに関し、被計測面(皮膚)と計測装置とを非
接触の状態に保ちながら、当該被計測面の弾性特性を計
測しようとするものである。
とへこみ(変位)の関係で、その弾性特性を計測するタ
イプの計測方法の長所は、指で皮膚を押して触診する時
の感触と近似した評価法であるということである。逆に
皮膚に対して一定周波数の振動を与えたときの応答で
計測するタイプの計測方法は、通常数Hz〜数KHzの
微小振動を皮膚面に与えて弾性特性を評価するので、ゆ
っくり押すことは難しく、かつ低Hzの微小振動を正確
に与えることは技術的に困難な場合が多く、皮膚感覚
(官能検査)とは合いにくいという問題点があり、その
ため実際の官能検査と同じような結果が得られないとい
う問題点があった。
がり高さ寸法で計測するタイプの計測方法は、皮膚感覚
(官能検査)で言うところの「はり(弾力)」を評価す
るものではないため、柔らかさあるいは伸び易さの感触
を重要視する分野では、その計測結果を適用することが
できないという問題点があった。
の弾性特性を計測するには、実際の現場の形態で計測す
ることが大事であり、例えば計測の正確性を考慮すれ
ば、体動の影響等は可能な限り排除した方が良い訳であ
る。そのためには、被計測面の押し込み操作は非接触状
に配置した器具にて、瞬時に行う必要があり、またその
ときの被計測面の変位量(弾性特性)の計測も短時間で
行う必要があった。
とができる弾性特性の計測方法及び計測システムを提供
せんとするものである。
成するために、請求項1記載の発明は、被計測面に圧縮
空気を瞬間的に吹きつけ、この吹きつけによる被計測面
の変位量をレーザー変位計にて計測し、その計測結果を
線形表示するようにしたことを特徴とする弾性特性の計
測方法である。
気を吹きつけるノズル体と、被計測面上の圧縮空気の吹
きつけ部位の変位量を計測するレーザー変位装置とを備
えた弾性特性の計測システムであって、レーザー変位装
置には被計測面上の圧縮空気の吹きつけ部位にレーザー
光線を発射するとともに、そのレーザー光線の反射光を
捕捉できるセンサヘッドが設けられ、このセンサヘッド
に圧力センサと変位センサとコンピュータとを接続し、
このコンピュータで計測された弾性特性の結果を線形表
示するディスプレイを備え、前記ノズル体とセンサヘッ
ドとは、いずれも被計測面と非接触状に配設されている
ことを特徴とする弾性特性の計測システムである。
網部材を設置するようにしたことを特徴とする請求項2
記載の弾性特性の計測システムである。
及び計測システムによれば、被計測面と計測装置とを非
接触の状態に保ちながら、当該被計測面の弾性特性を計
測することができ、指で皮膚を押して触診する時の感覚
と近似した評価法であるとともに、皮膚等の被計測面の
変位量(弾性特性)を短時間で計測し、その計測結果を
線形表示することができる。
係る弾性特性の計測方法及び計測システムについての一
実施の形態を詳説する。
図であり、被計測面(皮膚)1の圧縮空気の吹きつけ部
位1aに圧縮空気2を吹きつけるためのノズル体3が配
設されており、このノズル体3には空気タンク4から減
圧弁5及び送気弁6を経由して圧縮空気2が送り込まれ
るようになっている。
圧縮空気2の圧力を計測する圧力計7が取り付けられて
おり、この圧力計7で得られた計測データは圧力センサ
8から、コンピュータ9に送信されるように構成されて
いる。なお必要に応じて、ADコンバータ(図示しな
い)を介在させることもできる。
る圧縮空気2の圧力分布を一様にするため網状の抵抗
体、即ち網部材10を設置することが好ましい。この場
合には圧縮空気2の圧力分布が一様になり、弾性特性の
計測が正確に行えるという効果がある。
きつけ部位1aの変位量を計測できるレーザー変位装置
11が配設されており、このレーザー変位装置11には
レーザー光線12を圧縮空気の吹きつけ部位1aに向け
て発射するとともに、そのレーザー光線12の反射光1
3を捕捉できるセンサヘッド14が設けられている。
明すると、駆動回路20からの信号で半導体レーザ21
よりレーザー光線12が発射され、圧縮空気の吹きつけ
部位1aで反射した反射光13は光位置検出素子(PS
D)22に捕捉され、信号増幅回路23を経て変位セン
サ15から、その計測データをコンピュータ9に送信す
るように構成されている。なお図中、符号24は投光レ
ンズであり、25は受光レンズである。
8と変位センサ15より送信された信号は、圧縮空気の
吹きつけ部位1aの変位量に基づいて、コンピュータ9
で演算されて描かれる弾性率線29を、ディスプレイ2
6上に線形表示する。
量(単位は、mm)であり、横軸28が圧縮空気の圧力
(単位は、kg/cm2 )であり、その結果はディスプ
レイ26上に弾性率線29として表示され、このように
して弾性特性が判定される。なお符号29aは行き工程
(加圧工程)時の弾性率線を表し、29bは帰り工程
(減圧工程)時の弾性率線を表している。
ので、(A)は反射光13が被計測面1で拡散する拡散
反射受光型を示し、そのときのレーザー光線12と反射
光13との関係は、図5の(A)の状態となる。
面1で正反射する正反射受光型(超高精度タイプ)を示
し、そのときのレーザー光線12と反射光13との関係
は、図5の(B)の状態となる。
なう本発明の計測方法を説明する。まず生体の皮膚や材
料の生地等の被計測面1を所定位置にセットし、この被
計測面に向けて圧縮空気2を瞬間的(例えば、0.1〜
0.4秒程度)に吹きつける。
圧縮空気2は、減圧弁5と送気弁6とを通過することに
より、圧力計7でチェックされて適度の圧力(例えば、
0.1〜0.4kg/cm2 程度)の圧縮空気2とな
り、ノズル体の先端3aから吹きつけ部位1aに向けて
吹きつけられる。このときのノズル体3の内径は、5〜
7mm程度が好ましい。この瞬間的な圧縮空気2の吹き
付けにより、吹きつけ部位1aは僅かな陥没状の変位
(0.1〜2mm程度)を呈することとなる。
レーザー変位装置11にて計測することになるが、先ず
レーザー変位装置11のセンサヘッド14より吹きつけ
部位1aに、半導体レーザ21よりレーザー光線12が
発射され、その反射光13はセンサヘッド14で捕捉さ
れることにより変位量が計測され、その計測データは変
位センサ15からコンピュータ9に送信される。ここで
も、必要に応じてADコンバータ(図示しない)を介在
させても良い。
された圧力センサ8からの信号と、変位センサ15から
の信号に基づき、コンピュータ9にて演算されて弾性率
線29が線形表示としてディスプレイ26上に表示され
る。
に線形表示として見易い状態で描かれるため、それを一
目するだけで誰にとっても簡単に被計測面1の弾性特性
を判定できることとなる。
性の計測方法及び計測システムによれば、被計測面には
何等の器具も接触させない非接触状態で計測を行うの
で、被計測面が体動するということは無く、正確な計測
が行えるという効果がある。
へこみ(変位)の関係で弾性特性を計測するので、実際
の現場と同様の形態で計測を行うことができ、実際の官
能検査と同じような結果を得ることができ、柔らかさあ
るいは伸び易さの感触を重要視する分野でも充分に適用
することができる等の優れた効果を発揮する。
変位量は、レーザー変位計にて短時間で計測でき、その
計測結果を線形表示するようにしているので、利用し易
くまた正確な弾性特性の判定が行えるという効果もあ
る。
ある。
る。
で、(A)は拡散反射受光型を示し、(B)は正反射受
光型(超高精度タイプ)を示す。
(A)は拡散反射面を示し、(B)は鏡面を示す。
Claims (3)
- 【請求項1】 被計測面に圧縮空気を瞬間的に吹きつ
け、この吹きつけによる被計測面の変位量をレーザー変
位計にて計測し、その計測結果を線形表示するようにし
たことを特徴とする弾性特性の計測方法。 - 【請求項2】 被計測面に圧縮空気を吹きつけるノズル
体と、被計測面上の圧縮空気の吹きつけ部位の変位量を
計測するレーザー変位装置とを備えた弾性特性の計測シ
ステムであって、レーザー変位装置には被計測面上の圧
縮空気の吹きつけ部位にレーザー光線を発射するととも
に、そのレーザー光線の反射光を捕捉できるセンサヘッ
ドが設けられ、このセンサヘッドに圧力センサと変位セ
ンサとコンピュータとを接続し、このコンピュータで計
測された弾性特性の結果を線形表示するディスプレイを
備え、前記ノズル体とセンサヘッドとは、いずれも被計
測面と非接触状に配設されていることを特徴とする弾性
特性の計測システム。 - 【請求項3】 ノズル体の内部に網部材を設置するよう
にしたことを特徴とする請求項2記載の弾性特性の計測
システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002101580A JP2003294598A (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 弾性特性の計測方法及び計測システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002101580A JP2003294598A (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 弾性特性の計測方法及び計測システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003294598A true JP2003294598A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29241876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002101580A Pending JP2003294598A (ja) | 2002-04-03 | 2002-04-03 | 弾性特性の計測方法及び計測システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003294598A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064896A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Hiroshima Univ | 非接触型変形状態検出装置 |
JP2011110354A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Pola Chemical Industries Inc | 高速度カメラを用いた皮膚特性の鑑別法 |
JP2012154819A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | National Univ Corp Shizuoka Univ | ハンディ型硬さ測定装置 |
WO2016002432A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 株式会社トプコン | 皮膚性状評価装置 |
-
2002
- 2002-04-03 JP JP2002101580A patent/JP2003294598A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007064896A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Hiroshima Univ | 非接触型変形状態検出装置 |
JP2011110354A (ja) * | 2009-11-30 | 2011-06-09 | Pola Chemical Industries Inc | 高速度カメラを用いた皮膚特性の鑑別法 |
JP2012154819A (ja) * | 2011-01-26 | 2012-08-16 | National Univ Corp Shizuoka Univ | ハンディ型硬さ測定装置 |
WO2016002432A1 (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-07 | 株式会社トプコン | 皮膚性状評価装置 |
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A521 | Written amendment |
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