JP6758062B2 - Specimen stretch tracking device and tensile test device - Google Patents

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Description

本発明は、試験片の伸び追跡装置および引張試験装置に関するものである。 The present invention relates to a test piece elongation tracking device and a tensile test device.

合成樹脂等の試験片の伸び特性(荷重と伸び量との関係となる特性)を得るために、引張試験装置が用いられる。引張試験の際には、通常、試験片を一定速度で引張しつつ(単位時間あたりの伸び量が一定となるように引張しつつ)、長手方向に規格などで決められた所定間隔をあけた試験片の特定の2箇所の位置の変位を計測することにより行われる。すなわち、上記特定の2箇所の変位量の差をみることによって、ある荷重のときにおける試験片の伸び量を知ることができる。 A tensile test device is used to obtain the elongation characteristics (characteristics that are related to the load and the elongation amount) of a test piece such as a synthetic resin. In a tensile test, the test piece is usually pulled at a constant speed (while pulling so that the amount of elongation per unit time is constant), and a predetermined interval determined by a standard or the like is provided in the longitudinal direction. This is done by measuring the displacement of two specific positions on the test piece. That is, the amount of elongation of the test piece under a certain load can be known by observing the difference in the amount of displacement at the two specific locations.

試験片における上記2つの特定箇所は、引張の進行に応じて時時刻々と変化することから、この特定箇所を追跡する必要がある。特許文献1には、試験片における特定箇所の追跡のために、レーザ光を利用したものが開示されている。すなわち、互いに一体的に移動されるレーザ発光装置とカメラとのセット体を設けて、レーザ発光装置からのレーザ光を試験片の特定箇所に向けて照射し、この特定箇所から反射した光(スペックルパターンと呼ばれる)をカメラによって撮像するようにしてある。そして、カメラによって得られた画像のスペックルパターンを追従させて、上記セット体を移動させるようにしてある。つまり、スペックルパターンを追跡することにより、試験片の特定箇所の変位というものを知ることができる。 Since the above two specific points on the test piece change from time to time according to the progress of tension, it is necessary to track these specific points. Patent Document 1 discloses a test piece using a laser beam for tracking a specific portion. That is, a set body of a laser emitting device and a camera that are integrally moved with each other is provided, the laser light from the laser emitting device is irradiated toward a specific portion of the test piece, and the light reflected from this specific portion (specs). The pattern is imaged by a camera. Then, the speckle pattern of the image obtained by the camera is made to follow, and the set body is moved. That is, by tracking the speckle pattern, it is possible to know the displacement of a specific part of the test piece.

特開2001−201320号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-201320

特許文献1に記載のように、レーザ光を利用した試験片の特定箇所の追跡は、カメラで取得された画像の輝度が所定の範囲内にあることが要求される。すなわち、輝度が低すぎると、画像が全体的に暗くなって、スペックルパターンを認識することが不可能となる。逆に、輝度が高すぎると、画像が全体的に白っぽくなって(ハレーションの発生)、スペックルパターンを認識することが不可能となる。 As described in Patent Document 1, tracking of a specific portion of a test piece using a laser beam is required to have the brightness of an image acquired by a camera within a predetermined range. That is, if the brightness is too low, the image becomes dark as a whole, and it becomes impossible to recognize the speckle pattern. On the other hand, if the brightness is too high, the image becomes whitish as a whole (halation occurs), and it becomes impossible to recognize the speckle pattern.

このため、画像の輝度に応じてカメラのシャッター速度若しくはゲインを調整することも考えられている。しかしながら、シャッター速度の調整では、応答性が悪くなる場合があり、計測遅れが発生するという問題がある。また、ゲイン変更による調整では、1段階のゲイン変更では輝度が大きく変化し過ぎてしまって(オーバシュートの発生)、スペックルパターンを認識できないというという問題を生じやすいものであった。 Therefore, it is also considered to adjust the shutter speed or gain of the camera according to the brightness of the image. However, in adjusting the shutter speed, there is a problem that the responsiveness may deteriorate and a measurement delay occurs. Further, in the adjustment by changing the gain, the brightness changes too much by changing the gain in one step (occurrence of overshoot), and the problem that the speckle pattern cannot be recognized tends to occur.

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その第1の目的は、レーザ光を利用して試験片の特定箇所を追跡する場合に、カメラで取得される画像の輝度変更を応答よく行えると共に、その輝度調整をよりきめ細かく行うことのできるようにした試験片の伸び追跡装置を提供することにある。本発明の第2の目的は、上記試験片の伸び追跡装置を有する引張試験装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the first object thereof is to change the brightness of an image acquired by a camera when tracking a specific part of a test piece by using a laser beam. It is an object of the present invention to provide a test piece elongation tracking device capable of performing the above-mentioned responsiveness and finely adjusting the brightness thereof. A second object of the present invention is to provide a tensile test device having an elongation tracking device for the test piece.

前記第1の目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項1に記載のように、
レーザ発光装置とデジタルカメラとのセット体を有し、該レーザ発光装置からのレーザ光を引張力を受ける試験片で反射させて該デジタルカメラに入光させることにより、該デジタルカメラで撮像された画像のスペックルパターンに追従するように該セット体を駆動するようにした試験片の伸び追跡装置であって、
前記デジタルカメラで取得された画像の輝度を検出する輝度検出手段と、
前記レーザ発光装置での出力を調整する出力調整手段と、
あらかじめ設定された下限輝度と、該下限輝度よりも所定分輝度が高い上限輝度とが設定され、前記スペックルパターンに対する前記セット体の追従時において、前記出力調整手段を制御することにより、前記輝度検出手段で検出される輝度が前記下限輝度以下となったときに前記レーザ発光装置の出力を増大させる一方、前記輝度検出手段で検出される輝度が前記上限輝度以上となったときに該レーザ発光装置の出力を低減させる出力制御手段と、
を備えているようにしてある。
In order to achieve the first object, the following solution method is adopted in the present invention. That is, as described in claim 1,
It has a set body of a laser light emitting device and a digital camera, and the laser light from the laser light emitting device is reflected by a test piece that receives a tensile force to enter the digital camera, so that the image is captured by the digital camera. An extension tracking device for a test piece that drives the set body so as to follow the speckle pattern of the image.
A luminance detecting means for detecting the luminance of an image acquired by the digital camera, and
An output adjusting means for adjusting the output of the laser emitting device and
A preset lower limit brightness and an upper limit brightness higher than the lower limit brightness by a predetermined amount are set, and the brightness is controlled by controlling the output adjusting means when the set body follows the speckle pattern. The output of the laser light emitting device is increased when the brightness detected by the detection means is equal to or lower than the lower limit brightness, while the laser light emission is performed when the brightness detected by the brightness detection means is equal to or higher than the upper limit brightness. Output control means to reduce the output of the device and
It is designed to be equipped with.

上記解決手法によれば、レーザ発光装置の出力調整によってカメラで取得される画像の輝度調整を行うので、輝度調整を応答よくかつきめ細かく行うことができる。この結果、計測遅れやオーバシュートの発生を防止しつつ、試験片の伸び特性を計測することが可能になる。また、レーザ光の出力調整による画像輝度の調整幅が大きくかつきめ細かく輝度調整できるので、多様な試験片の色に対応することができる。
また、あらかじめ下限輝度と、該下限輝度よりも所定分輝度が高い上限輝度とが設定され、前記輝度検出手段で検出される輝度が、前記下限輝度以下となったときに前記レーザ発光装置の出力を増大させる一方、前記上限輝度以上となったときに該レーザ発光装置の出力を低減させることから、下限輝度と上限輝度という2つのしきい値を用いて、画像の輝度を所望範囲に設定することができる。
According to the above-mentioned solution method, since the brightness of the image acquired by the camera is adjusted by adjusting the output of the laser light emitting device, the brightness adjustment can be performed responsively and finely. As a result, it becomes possible to measure the elongation characteristics of the test piece while preventing the occurrence of measurement delay and overshoot. Further, since the adjustment range of the image brightness by adjusting the output of the laser beam is large and the brightness can be finely adjusted, it is possible to correspond to the colors of various test pieces.
Further, the lower limit brightness and the upper limit brightness which is higher than the lower limit brightness by a predetermined amount are set in advance, and when the brightness detected by the brightness detection means becomes equal to or less than the lower limit brightness, the output of the laser light emitting device is output. On the other hand, the output of the laser light emitting device is reduced when the upper limit brightness is exceeded. Therefore, the brightness of the image is set in a desired range by using two thresholds, the lower limit brightness and the upper limit brightness. be able to.

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項2〜請求項に記載のとおりである。すなわち、
前記出力調整手段が、前記レーザ発光装置に供給される駆動電圧を調整するものとされている、ようにしてある(請求項2対応)。この場合、電圧調整という簡単な手法により、レーザ発光装置の出力調整を行うことができる。
A preferred embodiment based on the above-mentioned solution method is as described in claims 2 to 6 . That is,
The output adjusting means is supposed to adjust the driving voltage supplied to the laser emitting device (corresponding to claim 2). In this case, the output of the laser light emitting device can be adjusted by a simple method of voltage adjustment.

前記輝度検出手段が、前記デジタルカメラの全画素についての輝度の合計値を検出する、ようにしてある(請求項3対応)。この場合、画像の輝度を極めて精度よく検出することができる。 The brightness detecting means detects the total value of the brightness of all the pixels of the digital camera (corresponding to claim 3). In this case, the brightness of the image can be detected with extremely high accuracy.

前記輝度検出手段が、前記デジタルカメラの特定の一部の画素についての輝度の合計値を検出する、
ようにしてある(請求項4対応)。この場合、画像の輝度を検出する制御系の負担を軽減する上で好ましいものとなる。
The brightness detecting means detects the total value of the brightness of a specific part of the pixels of the digital camera.
(Corresponding to claim 4). In this case, it is preferable in reducing the burden on the control system for detecting the brightness of the image.

前記セット体を追従させるために要求される許容輝度範囲での最低輝度をβ1,最高輝度をβ2としたとき(β1<β2)、前記下限輝度α1が該最低輝度β1よりも高く(β1<α1)、かつ前記上限輝度α2が該最高輝度β2よりも低くされている(α2<β2)、ようにしてある(請求項対応)。この場合、画像の輝度が、許容範囲から外れてしまう事態を確実に防止する上で好ましいものとなる。 When the minimum brightness in the allowable brightness range required for following the set is β1 and the maximum brightness is β2 (β1 <β2), the lower limit brightness α1 is higher than the minimum brightness β1 (β1 <α1). ), And the upper limit brightness α2 is lower than the maximum brightness β2 (α2 <β2) (corresponding to claim 5 ). In this case, it is preferable to surely prevent the situation where the brightness of the image deviates from the permissible range.

前記出力制御手段は、前記輝度検出手段で検出される実際の輝度が前記下限輝度よりも小さいときに、該実際の輝度と該下限輝度との偏差が大きいほど前記レーザ発光装置の出力増大分を大きくする一方、前記輝度検出手段で検出される実際の輝度が前記上限輝度よりも大きいときに、該実際の輝度と該上限輝度との偏差が大きいほど前記レーザ発光装置の出力減少分を大きくする、ようにしてある(請求項対応)。この場合、画像の輝度を、下限輝度と上限輝度の間の範囲にすみやかに収束させる上で好ましいものとなる。 When the actual brightness detected by the brightness detecting means is smaller than the lower limit brightness, the output control means increases the output of the laser light emitting device as the deviation between the actual brightness and the lower limit brightness increases. On the other hand, when the actual brightness detected by the brightness detecting means is larger than the upper limit brightness, the larger the deviation between the actual brightness and the upper limit brightness, the larger the output reduction of the laser light emitting device. , (Corresponding to claim 6 ). In this case, it is preferable to quickly converge the brightness of the image within the range between the lower limit brightness and the upper limit brightness.

前記第2の目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項に記載のように、
請求項1ないし請求項のいずれかに記載の試験片の伸び追跡装置を備えている、ようにしてある。上記解決手法によれば、請求項1ないし請求項にいずれかに記載の試験片の伸び追跡装置を備えた試験片の引張試験装置が提供される。
In order to achieve the second object, the following solution method is adopted in the present invention. That is, as described in claim 7 .
The test piece elongation tracking device according to any one of claims 1 to 6 is provided. According to the above-mentioned solution method, a test piece tensile test device including the test piece elongation tracking device according to any one of claims 1 to 6 is provided.

本発明によれば、カメラで取得される画像の輝度を応答よくかつきめ細かに調整可能になることから、スペックルパターンを常に適切に認識でき、スペックルパターンを追従してレーザ発光装置とカメラとのセット体を移動させる上で好ましいものとなる。 According to the present invention, since the brightness of the image acquired by the camera can be responsively and finely adjusted, the speckle pattern can always be recognized appropriately, and the speckle pattern is followed by the laser emitting device and the camera. It is preferable for moving the set body of.

レーザ発光装置とカメラとにより試験片の2つの特定箇所を追跡する部分を示す要部斜視図。The main part perspective view which shows the part which tracks two specific parts of a test piece by a laser light emitting device and a camera. 本発明の制御系統例を示す図。The figure which shows the example of the control system of this invention. スペックルパターンの輝度の許容レベルと、許容レベルにするためのレーザ出力の増減の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the permissible level of the brightness of a speckle pattern, and the increase / decrease of a laser output to make it a permissible level.

図1において、1は上下方向に伸びる試験片である。試験片1は、例えば合成樹脂板や金属板で、引張試験用として所定の規格形状に形成されている。試験片1のうち、例えば下部が固定された下挟持装置2に挟持され、上部が図示を略す上挟持部に挟持される。この状態で、上挟持部を一定速度で上方へ移動させることにより、試験片1が引張されることになる。図示の場合とは逆に、試験片1の上部を固定して、試験片1の下部を下方へ引張するようにしてもよい。なお、試験片1の引張用の機構そのものは、従来からよく知られているものなので、その詳細な説明は省略する。 In FIG. 1, 1 is a test piece extending in the vertical direction. The test piece 1 is, for example, a synthetic resin plate or a metal plate, and is formed in a predetermined standard shape for a tensile test. Among the test pieces 1, for example, the lower part is sandwiched by the lower sandwiching device 2 having a fixed lower portion, and the upper portion is sandwiched by the upper sandwiching portion (not shown). In this state, the test piece 1 is pulled by moving the upper holding portion upward at a constant speed. Contrary to the case shown in the drawing, the upper part of the test piece 1 may be fixed and the lower part of the test piece 1 may be pulled downward. Since the mechanism itself for pulling the test piece 1 is well known from the past, detailed description thereof will be omitted.

試験片1の側方には、上下一対のセット体S1とS2とが配設される。各セット体S1とS2とは、それぞれ、レーザ発光装置10と、カメラ11(実施形態ではデジタルカメラとしてのC−MOSカメラを用いてあるが、CCDカメラであってもよい)と、この両者10と11とを一体化する固定部材12とからなる。固定部材12には、筒状の雌ネジ部12aを有している。 A pair of upper and lower set bodies S1 and S2 are arranged on the side of the test piece 1. The set bodies S1 and S2 are a laser light emitting device 10 and a camera 11 (in the embodiment, a C-MOS camera as a digital camera is used, but a CCD camera may be used), and both 10 It is composed of a fixing member 12 that integrates the and 11. The fixing member 12 has a tubular female screw portion 12a.

セット体S1に着目して説明すると、その固定部材12に設けた筒状の雌ネジ部12aが、上下方向に伸びるねじ棒21に螺合されている。ねじ棒21は、回転可能かつ上下方向に変位不能として支持フレーム(図示略)に保持されている。これにより、ネジ棒21を正逆回転させることによって、雌ネジ部12aつまりセット体S1が全体的に上下方向に移動される。 Focusing on the set body S1, the tubular female screw portion 12a provided on the fixing member 12 is screwed into the screw rod 21 extending in the vertical direction. The screw rod 21 is held by a support frame (not shown) so that it can rotate and cannot be displaced in the vertical direction. As a result, the female screw portion 12a, that is, the set body S1 is moved in the vertical direction as a whole by rotating the screw rod 21 in the forward and reverse directions.

セット体S2についても、セット体S1と同様に、ねじ棒22(21対応)を利用して、上下方向に移動される。 The set body S2 is also moved in the vertical direction by using the screw rod 22 (corresponding to 21) as in the set body S1.

上方に位置するセット体S1においては、レーザ発光装置10は、試験片1のうち上部の特定箇所にレーザ光を照射する。そして、カメラ11は、試験片1の上部の特定箇所で反射されたレーザ光を受光する。 In the set body S1 located above, the laser light emitting device 10 irradiates a specific upper portion of the test piece 1 with a laser beam. Then, the camera 11 receives the laser beam reflected at a specific location on the upper part of the test piece 1.

下方に位置するセット体S2においては、レーザ発光装置10は、試験片1のうち下部の特定箇所にレーザ光を照射する。そして、カメラ11は、試験片1の下部の特定箇所で反射されたレーザ光を受光する。 In the set body S2 located below, the laser light emitting device 10 irradiates the lower specific portion of the test piece 1 with the laser beam. Then, the camera 11 receives the laser beam reflected at a specific location below the test piece 1.

なお、上述した上部の特定箇所と下部の特定箇所との間隔は例えば50mmとされる。また、上記上部と下部の各特定箇所に照射されたレーザ光の照射範囲は、例えば横5mm、縦2mm程度とされる。カメラ11の撮影範囲は、試験片1に対するレーザ光の照射範囲を含みかつこの照射範囲よりも十分に大きい範囲とされている。 The distance between the upper specific portion and the lower specific portion described above is, for example, 50 mm. Further, the irradiation range of the laser beam irradiated to each specific portion of the upper part and the lower part is, for example, about 5 mm in width and 2 mm in length. The imaging range of the camera 11 includes the irradiation range of the laser beam on the test piece 1 and is set to be a range sufficiently larger than this irradiation range.

次に、図2を参照しつつ、上記特定箇所を追跡するための制御系統例について説明するが、図2では、セット体S1に着目したものとなっている。この図2において、31は、ねじ棒21を駆動するモータであり、32はモータ31の回転位置(セット体S1の変位位置)を検出するセンサである。センサ32は、ねじ棒21の回転量を直接検出するものとすることもできる。 Next, an example of a control system for tracking the specific location will be described with reference to FIG. 2, but FIG. 2 focuses on the set body S1. In FIG. 2, 31 is a motor for driving the screw rod 21, and 32 is a sensor for detecting the rotation position of the motor 31 (displacement position of the set body S1). The sensor 32 can also directly detect the amount of rotation of the screw rod 21.

33は電源であり、この電源33からの電圧が、電圧調整部34でもって調整された後に、レーザ発光装置10に供給される。すなわち、電圧調整部34が、レーザ発光装置10の出力調整部となっている。 Reference numeral 33 denotes a power source, and the voltage from the power source 33 is adjusted by the voltage adjusting unit 34 and then supplied to the laser light emitting device 10. That is, the voltage adjusting unit 34 is the output adjusting unit of the laser light emitting device 10.

図中35は、画像処理部であり、カメラ11で撮像された画像からスペックルパターンを特定すると共に、その輝度を検出するものとなっている。スペックルパターンは、既知のように、黒色背景に明るい多数の点が出現したものとなっており、明るい多数の点の集合体がある模様を描くことになる。スペックルパターンの輝度が高すぎても低すぎても、スペックルパターンによる模様を認識することが不可能となる。 Reference numeral 35 denotes an image processing unit, which identifies the speckle pattern from the image captured by the camera 11 and detects the brightness thereof. As is known, the speckle pattern is a pattern in which a large number of bright dots appear on a black background, and a pattern having an aggregate of a large number of bright dots is drawn. If the brightness of the speckle pattern is too high or too low, it becomes impossible to recognize the pattern by the speckle pattern.

試験片1が伸びると、実施形態ではスペックルパターン(模様)が上方へと変化することから、このスペックルパターンの変化に追従してセット体S1が上方へ移動される。このため、画像処理部35でスペックルパターンの上方への移動量を検出すると、その検出結果が駆動制御部36に出力されて、駆動制御部36が、モータ31を駆動制御して、常に画像処理部35でもってスペックルパターンが検出された状態とされる。 When the test piece 1 is stretched, the speckle pattern (pattern) changes upward in the embodiment, so that the set body S1 is moved upward in accordance with the change in the speckle pattern. Therefore, when the image processing unit 35 detects the amount of movement of the speckle pattern upward, the detection result is output to the drive control unit 36, and the drive control unit 36 drives and controls the motor 31 to constantly image. It is assumed that the speckle pattern is detected by the processing unit 35.

一方、画像処理部35で得られたスペックルパターンの輝度は、出力制御部37に出力される。出力制御部37は、画像処理部35から出力される輝度(実際の輝度)が、所定の範囲内の輝度となるように、電圧調整部34を制御する。なお、出力調整(輝度調整)の点については後述する。 On the other hand, the brightness of the speckle pattern obtained by the image processing unit 35 is output to the output control unit 37. The output control unit 37 controls the voltage adjustment unit 34 so that the brightness (actual brightness) output from the image processing unit 35 is within a predetermined range. The point of output adjustment (luminance adjustment) will be described later.

図3は、出力制御部37による出力調整の手法を図式的に示してある。図3において、試験片1の引張の進行に伴ってセット体S1はスペックルパターンを追従させるために要求される輝度として、α1とα2(α1<α2)の理想範囲が設定される。低い(小さい)輝度α1は下限輝度とされ、また高い(大きい)輝度α2は上限輝度とされる。 FIG. 3 schematically shows a method of output adjustment by the output control unit 37. In FIG. 3, ideal ranges of α1 and α2 (α1 <α2) are set as the brightness required for the set body S1 to follow the speckle pattern as the tension of the test piece 1 progresses. The low (small) brightness α1 is the lower limit brightness, and the high (large) brightness α2 is the upper limit brightness.

下限輝度α1よりも所定分輝度が低い最低輝度β1は、これよりも低い輝度ではスペックルパターンを十分に認識することが難しい輝度を示すものである。また、上限輝度α2よりも所定分高い輝度β2は、これよりも高い輝度ではスペックルパターンを十分に認識することが難しい輝度を示すものである。すなわち、β1とβ2との間の範囲の輝度が、スペックルパターンを利用した追跡のために要求される許容輝度範囲(許容レベル)とされる。 The minimum brightness β1 whose brightness is lower than the lower limit brightness α1 by a predetermined amount indicates a brightness at which it is difficult to sufficiently recognize the speckle pattern at a brightness lower than this. Further, the brightness β2, which is a predetermined amount higher than the upper limit brightness α2, indicates a brightness at which it is difficult to sufficiently recognize the speckle pattern at a brightness higher than this. That is, the brightness in the range between β1 and β2 is defined as the allowable brightness range (allowable level) required for tracking using the speckle pattern.

出力制御部37は、実際の輝度が、上記β1よりも低くならないようにかつβ2よりも高くならないように、出力調整部34を制御する.具体的には、実際の輝度が下限輝度α1よりも低くなったときは、レーザ発光装置10への供給電圧を上昇(増大)させる。また、実際の輝度が上限輝度α2よりも大きくなったときは、レーザ発光装置10への供給電圧を低下(減少)させる。このようにして、実際の輝度が、許容レベル範囲となる少な
くとも最低輝度β1と最高輝度β2との範囲となるように制御される。
The output control unit 37 controls the output adjustment unit 34 so that the actual brightness does not become lower than β1 and not higher than β2. Specifically, when the actual brightness becomes lower than the lower limit brightness α1, the supply voltage to the laser light emitting device 10 is increased (increased). Further, when the actual brightness becomes larger than the upper limit brightness α2, the supply voltage to the laser light emitting device 10 is lowered (decreased). In this way, the actual luminance is controlled so as to be within the allowable level range of at least the minimum luminance β1 and the maximum luminance β2.

上記輝度調整の際、実際の輝度が下限輝度α1よりも小さいときは、実際の輝度と下限輝度α1との偏差が大きいほど出力増大分が大きくなるようにするのが好ましい。同様に、実際の輝度が上限輝度α2よりも大きいときは、実際の輝度と上限輝度α2との偏差が大きいほど出力減少分が大きくなるようにするのが好ましい。 In the above-mentioned luminance adjustment, when the actual luminance is smaller than the lower limit luminance α1, it is preferable that the larger the deviation between the actual luminance and the lower limit luminance α1, the larger the output increase. Similarly, when the actual brightness is larger than the upper limit brightness α2, it is preferable that the larger the deviation between the actual brightness and the upper limit brightness α2, the larger the output reduction amount.

レーザ発光装置10の出力調整によるスペックルパターンの輝度調整は、極めて応答性に優れているために、スペックルパターンの輝度が、許容レベル範囲外になってしまうことを確実に防止できる。また、出力調整による輝度の調整範囲はきめ細かくできるために、オーバシュートという問題も生じないものとなる。以上に加えて、試験片1の色の相違に応じて、要求される画像の輝度が大きく相違する場合もあるが、試験片1の各種の色の相違に対応して輝度調整することができ、試験片1の色を問題とすることなく試験を行うことができる。 Since the speckle pattern brightness adjustment by adjusting the output of the laser light emitting device 10 is extremely responsive, it is possible to reliably prevent the speckle pattern brightness from being out of the permissible level range. Further, since the brightness adjustment range by the output adjustment can be finely adjusted, the problem of overshoot does not occur. In addition to the above, the required brightness of the image may differ greatly depending on the difference in color of the test piece 1, but the brightness can be adjusted in response to the difference in various colors of the test piece 1. , The test can be performed without considering the color of the test piece 1.

セット体S2においても、図2と同様の制御系統が構成されて、セット体S1とは別個独立した制御となる(セット体S1とは独立してスペックルパターンの輝度制御およびこれに追従する駆動制御)。 In the set body S2, the same control system as in FIG. 2 is configured, and the control is independent of the set body S1 (independently from the set body S1, the speckle pattern brightness control and the drive following the control body S1). control).

ここで、試験片1の引張特性は、引張特性決定部38によって行われる。すなわち、ある時点での荷重が引張装置側から入力される一方、そのときの各セット体S1とS2におけるセンサ32からの移動量が入力される。これにより、引張特性決定部38は、各センサ32で検出された移動量の差分となる伸び量を演算して、荷重に対する伸び量の関係が得られることになる。このような引張特性は、試験片1の引張進行に伴って時時刻々と取得されて記憶手段へ記憶され、引張試験の終了後には、荷重毎の伸び量の関係をまとめて取得(出力)することが可能となっている。 Here, the tensile property of the test piece 1 is determined by the tensile property determining unit 38. That is, while the load at a certain time point is input from the tensioning device side, the amount of movement from the sensor 32 in each set body S1 and S2 at that time is input. As a result, the tensile property determining unit 38 calculates the elongation amount, which is the difference between the movement amounts detected by each sensor 32, and obtains the relationship of the elongation amount with respect to the load. Such tensile properties are acquired at time and time as the test piece 1 is stretched and stored in a storage means, and after the tensile test is completed, the relationship of the elongation amount for each load is collectively acquired (output). It is possible to do.

ここで、画像処理部35において決定される輝度は、実施形態では、全画素についての輝度の合計値としてある。カメラ11で撮像された画像の全画素について個々に輝度をみることにより、スペックルパターンが認識できるか否かについて極めて精度よく判定することができる。画像処理部35における輝度の決定に際しては、全画素について行うことなく、一部の特定領域の画素についての輝度の合計値とすることもできる。例えば、画像の中央部領域と画像の4隅の周辺領域との輝度の合計値としたり、画像の2つの対角線上に設定される細幅の2組の特定領域の合計値とする等、少なくとも中央部の領域と周辺部の領域とを含むものとして適宜選択できる。 Here, the brightness determined by the image processing unit 35 is, in the embodiment, the total value of the brightness for all the pixels. By individually observing the brightness of all the pixels of the image captured by the camera 11, it is possible to determine whether or not the speckle pattern can be recognized with extremely high accuracy. When determining the brightness in the image processing unit 35, the total value of the brightness for the pixels in a part of the specific region can be used instead of determining the brightness for all the pixels. For example, at least the total value of the brightness of the central region of the image and the peripheral regions of the four corners of the image, or the total value of two sets of narrow specific regions set on the two diagonal lines of the image. It can be appropriately selected as including the central region and the peripheral region.

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。 Although the embodiments have been described above, the present invention is not limited to the embodiments, and appropriate modifications can be made within the scope of the claims. Of course, an object of the present invention is not limited to what is specified, but also implicitly includes providing what is expressed as substantially preferable or advantageous.

本発明は、レーザ光を利用した試験片の伸び追跡を適切に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately track the elongation of a test piece using a laser beam.

S1、S2:セット体
α1:下限輝度
α2:上限輝度
β1:最低輝度
β2:最高輝度
1:試験片
2:下挟持部
10:レーザ発光装置
11:カメラ
12:固定部材
12a:雌ねじ部
21、22:ねじ棒
31:モータ(セット体の駆動用)
32:センサ(変位量測定用)
33:電源
34:電圧調整部(出力調整部)
35:画像処理部
36:駆動制御部
37:出力制御部
38:引張特性決定部
S1, S2: Set body α1: Lower limit brightness α2: Upper limit brightness β1: Minimum brightness β2: Maximum brightness 1: Test piece 2: Lower holding part 10: Laser light emitting device 11: Camera 12: Fixing member 12a: Female threaded parts 21, 22 : Screw rod 31: Motor (for driving the set body)
32: Sensor (for measuring displacement)
33: Power supply 34: Voltage adjustment unit (output adjustment unit)
35: Image processing unit 36: Drive control unit 37: Output control unit 38: Tensile characteristic determination unit

Claims (7)

レーザ発光装置とデジタルカメラとのセット体を有し、該レーザ発光装置からのレーザ光を引張力を受ける試験片で反射させて該デジタルカメラに入光させることにより、該デジタルカメラで撮像された画像のスペックルパターンに追従するように該セット体を駆動するようにした試験片の伸び追跡装置であって、
前記デジタルカメラで取得された画像の輝度を検出する輝度検出手段と、
前記レーザ発光装置での出力を調整する出力調整手段と、
あらかじめ設定された下限輝度と、該下限輝度よりも所定分輝度が高い上限輝度とが設定され、前記スペックルパターンに対する前記セット体の追従時において、前記出力調整手段を制御することにより、前記輝度検出手段で検出される輝度が前記下限輝度以下となったときに前記レーザ発光装置の出力を増大させる一方、前記輝度検出手段で検出される輝度が前記上限輝度以上となったときに該レーザ発光装置の出力を低減させる出力制御手段と、
を備えていることを特徴とする試験片の伸び追跡装置。
It has a set body of a laser light emitting device and a digital camera, and the laser light from the laser light emitting device is reflected by a test piece that receives a tensile force to enter the digital camera, so that the image is captured by the digital camera. An extension tracking device for a test piece that drives the set body so as to follow the speckle pattern of the image.
A luminance detecting means for detecting the luminance of an image acquired by the digital camera, and
An output adjusting means for adjusting the output of the laser emitting device and
A preset lower limit brightness and an upper limit brightness higher than the lower limit brightness by a predetermined amount are set, and the brightness is controlled by controlling the output adjusting means when the set body follows the speckle pattern. The output of the laser light emitting device is increased when the brightness detected by the detection means is equal to or lower than the lower limit brightness, while the laser light emission is performed when the brightness detected by the brightness detection means is equal to or higher than the upper limit brightness. Output control means to reduce the output of the device and
A test piece elongation tracking device characterized by being equipped with.
請求項1において、
前記出力調整手段が、前記レーザ発光装置に供給される駆動電圧を調整するものとされている、ことを特徴とする試験片の伸び追跡装置。
In claim 1,
An extension tracking device for a test piece, wherein the output adjusting means adjusts a driving voltage supplied to the laser emitting device.
請求項1または請求項2において、
前記輝度検出手段が、前記デジタルカメラの全画素についての輝度の合計値を検出する、ことを特徴とする試験片の伸び追跡装置。
In claim 1 or 2,
A test piece elongation tracking device, wherein the luminance detecting means detects the total luminance of all the pixels of the digital camera.
請求項1または請求項2において、
前記輝度検出手段が、前記デジタルカメラの特定の一部の画素についての輝度の合計値を検出する、ことを特徴とする試験片の伸び追跡装置。
In claim 1 or 2,
A test piece elongation tracking device, wherein the luminance detecting means detects the total luminance of a specific part of the pixels of the digital camera.
請求項1において、
前記セット体を追従させるために要求される許容輝度範囲での最低輝度をβ1,最高輝度をβ2としたとき(β1<β2)、前記下限輝度α1が該最低輝度β1よりも高く(β1<α1)、かつ前記最高輝度α2が該最高輝度β2よりも低くされている(α2<β2)とされている、ことを特徴とする試験片の伸び追跡装置。
In claim 1,
When the minimum brightness in the allowable brightness range required for following the set is β1 and the maximum brightness is β2 (β1 <β2), the lower limit brightness α1 is higher than the minimum brightness β1 (β1 <α1). ), And the maximum brightness α2 is lower than the maximum brightness β2 (α2 <β2) .
請求項1または請求項5において、
前記出力制御手段は、前記輝度検出手段で検出される実際の輝度が前記下限輝度よりも小さいときに、該実際の輝度と該下限輝度との偏差が大きいほど前記レーザ発光装置の出力増大分を大きくする一方、前記輝度検出手段で検出される実際の輝度が前記上限輝度よりも大きいときに、該実際の輝度と該上限輝度との偏差が大きいほど前記レーザ発光装置の出力減少分を大きくする、ことを特徴とする試験片の伸び追跡装置。
In claim 1 or 5,
When the actual brightness detected by the brightness detecting means is smaller than the lower limit brightness, the output control means increases the output of the laser light emitting device as the deviation between the actual brightness and the lower limit brightness increases. On the other hand, when the actual brightness detected by the brightness detecting means is larger than the upper limit brightness, the larger the deviation between the actual brightness and the upper limit brightness, the larger the output reduction of the laser light emitting device. , A test piece elongation tracking device.
請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の試験片の伸び追跡装置を備えている、ことを特徴とする試験片の引張試験装置。A test piece tensile test device comprising the test piece elongation tracking device according to any one of claims 1 to 6.
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