JP6848281B2

JP6848281B2 - 変位量計測装置及び変位量計測システム

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Publication number: JP6848281B2
Application number: JP2016177271A
Authority: JP
Inventors: 幹雄石川; 大悟森住
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2016-09-12
Filing date: 2016-09-12
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2036-09-12
Also published as: JP2018044770A

Description

本開示は、変位量計測装置及び変位量計測システムに関する。

トンネル、橋梁等のコンクリート構造物や鋼構造物、法面等の自然構造物等において、老朽化、塩害、腐食等によって、また荷重や地盤の変位等によってひび割れ、亀裂等が生じることがある。これらの構造物に生じたひび割れ、亀裂等の挙動が安定しているのか、変動しているのかをモニタリングし、的確に判定することが、当該ひび割れ、亀裂等を補修するにあたり重要となる。

従来、上記構造物等の計測対象物に生じたひび割れ、亀裂等の変位をモニタリングする装置として、当該ひび割れ、亀裂等を跨ぐようにして計測対象物に光ファイバーを固定し、当該計測対象物の変位に伴う光ファイバーの伸縮に基づき、ＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical-Fiber time Domain Reflectometer）法により変位量を求める変位量計測装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００３−２５４７２３号公報

上記特許文献１に記載の変位量計測装置においては、計測対象物に生じる歪みに伴って光ファイバーが伸縮し、当該光ファイバーの伸縮による歪みによって生じる光ファイバー内のブリルアン散乱光の特性の変化を検出することで、計測対象物の変位量を求めることができる。

しかし、光ファイバー内のブリルアン散乱光の特性変化を検出するための検出装置が必要となり、変位量計測装置の導入にかかるコストが高価にならざるを得ないという問題がある。

また、この変位量を求めるためにＢＯＴＤＲ法が用いられるが、解析方法に複雑な計算を要する。そのため、安価で導入することができ、かつ簡易に計測対象物の変位をモニタリング可能な新たな変位量計測装置の提案が切望されている。

上記課題に鑑みて、本発明は、安価に、かつ簡易に計測対象物の変位をモニタリングすることのできる変位量計測装置及び変位量計測システムを提供することを一目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態として、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有し、前記第１面又は前記第２面に第１パターンが設けられてなる透明な第１パターン基板と、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有し、前記第１面又は前記第２面に第２パターンが設けられてなる第２パターン基板とを備え、前記第１パターン及び前記第２パターンは、少なくともいずれか一方が２次元コードパターンであり、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板は、前記第１パターンと前記第２パターンとが重なり合った状態で、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板の面内における少なくとも１方向に沿って移動可能に配置されている、変位量計測装置が提供される。

前記第１パターン及び前記第２パターンは、互いに同一の２次元コードパターンであってもよく、前記第２パターン基板として、前記第１パターン及び前記第２パターンを高コントラストで表示可能な有色基板、好適には白色基板を用いることができ、前記第１パターン及び前記第２パターンは、互いに同一色の着色印刷層により構成されていてもよいし、前記第１パターン及び前記第２パターンは、互いに異なる色の着色印刷層により構成されていてもよい。

上記変位量計測装置は、伸縮可能な材料により構成される第１外装基材をさらに備え、前記第１外装基材は、前記第１パターン基板との間に前記第２パターン基板を挟むようにして設けられていてもよいし、前記第１パターン基板は、前記第１外装基材の外縁における第１側の近傍に位置する第１固定点にて固定され、前記第２パターン基板は、前記第１外装基材の外縁における前記第１側に対向する第２側の近傍に位置する第２固定点にて固定されていてもよく、前記第１外装基材における前記第２パターン基板に対向する面には、接着層が設けられていてもよい。

上記変位量計測装置は、伸縮可能な材料により構成される第２外装基材をさらに備え、前記第２外装基材は、前記第２パターン基板等の間に前記第１パターン基板を挟むようにして設けられ、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板は、前記第１外装基材及び前記第２外装基材により封止されていてもよく、前記第２外装基材における前記第１パターン基板に対向する面には、防眩層及び／又は反射防止層が設けられていてもよい。

前記第１パターン基板の前記第１面又は前記第２面に位置検出パターンが設けられていてもよいし、前記第１外装基材又は前記第２外装基材上に位置検出パターンが設けられていてもよい。

また、本発明の一実施形態として、計測対象物における変位量を計測するシステムであって、上記変位量計測装置を前記第１パターン基板側から見たときの画像データであって、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板の相対変位量に応じた複数の画像データを格納する画像データ格納部と、前記計測対象物に設置されている前記変位量計測装置を前記第１パターン基板側から撮像した撮像データ及び前記画像データ格納部に格納されている前記画像データに基づき、前記計測対象物の変位量を算出する変位量算出部とを有する、変位量計測システムが提供される。

上記変位量計測システムは、前記画像データ格納部に格納されている前記複数の画像データの中から前記撮像データと実質的に一致する画像データを抽出する画像データ抽出部をさらに有し、前記画像データ格納部は、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板の相対変位量と、前記複数の画像データのそれぞれとを関連付けて格納しており、前記変位量算出部は、前記画像データ抽出部により抽出された画像データに関連付けられている前記相対変位量に基づき、前記計測対象物の変位量を算出することができる。

前記相対変位量には、少なくとも一の方向における前記第１パターン基板と前記第２パターン基板との相対的な変位量が含まれ得る。

本発明によれば、安価に、かつ簡易に計測対象物の変位をモニタリングすることのできる変位量計測装置及び変位量計測システムを提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る変位量計測装置の概略構成を示す平面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る変位量計測装置の概略構成を示す、図１におけるＩ−Ｉ線切断端面図である。図３は、本発明の一実施形態における第１パターン基板及び第２パターン基板の概略構成を示す分解斜視図である。図４は、本発明の一実施形態における第１パターン基板の概略構成を示す平面図である。図５は、本発明の一実施形態における第２パターン基板の概略構成を示す平面図である。図６は、本発明の一実施形態に係る変位量計測装置を計測対象物に設置した状態を概略的に示す平面図である。図７は、本発明の一実施形態における変位量計測装置の他の態様を概略的に示す平面図である。図８は、本発明の一実施形態における変位量計測システムの概略構成を示すブロック図である。図９は、本発明の一実施形態における変位量計測システムの画像データ格納部に格納される複数の画像データの一例を示す図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。

本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。

本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。

図１は、本実施形態に係る変位量計測装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、本実施形態に係る変位量計測装置の概略構成を示す、図１におけるＩ−Ｉ線切断端面図であり、図３は、本実施形態における第１パターン基板及び第２パターン基板の概略構成を示す分解斜視図であり、図４は、本実施形態における第１パターン基板の概略構成を示す平面図であり、図５は、本実施形態における第２パターン基板の概略構成を示す平面図である。

本実施形態に係る変位量計測装置１は、第１面２１及び当該第１面２１に対向する第２面２２を有し、第１面２１上に第１パターンＰ１及び位置検出パターンＰ３が設けられた第１パターン基板２と、第１面３１及び当該第１面３１に対向する第２面３２を有し、第１面３１上に第２パターンＰ２が設けられた第２パターン基板３とを備える。

第１パターン基板２と第２パターン基板３とは、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２を重ね合わせるようにして配置され、第１パターン基板２との間に第２パターン基板３を挟む第１外装フィルム４と、第２パターン基板３との間に第１パターン基板２を挟む第２外装フィルム５とにより封止されている。

本実施形態における第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２は、互いに同一色の着色印刷層により構成されていてもよいし、互いに異なる色の着色印刷層により構成されていてもよい。

第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２を構成する着色印刷層は、それぞれ、例えば、顔料、染料等の着色剤をバインダー樹脂中に分散又は溶解させたインク組成物を用い、グラビア印刷、オフセット印刷、グラビアオフセット印刷、フレキソ印刷、スクリーン印刷、インクジェット印刷等の公知の印刷法により、第１パターン基板２の第１面２１及び第２パターン基板３の第１面３１上に形成され得る。

インク組成物に含まれる着色剤としては、一般のインク等に含まれ得る着色剤を用いることができる。赤色の着色剤としては、例えば、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等が挙げられる。緑色の着色剤としては、例えば、ハロゲン多置換フタロシアニン系顔料、ハロゲン多置換銅フタロシアニン系顔料等のフタロシアニン系顔料、トリフェニルメタン系塩基性染料、イソインドリン系顔料、イソインドリノン系顔料等が挙げられる。青色の着色剤としては、例えば、銅フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、インダンスレン系顔料、インドフェノール系顔料、シアニン系顔料、ジオキサジン系顔料等が挙げられる。黒色の着色剤としては、例えば、チタン窒化物、チタン酸化物、チタン酸窒化物等のチタン系顔料、カーボンブラック等が挙げられる。

インク組成物に含まれるバインダー樹脂としては、例えば、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ヒドロキシエチルセルロース樹脂、カルボキシメチルセルロース樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。

第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２を構成する着色印刷層の厚みは、１〜３０μｍの範囲内で適宜設定され得る。当該厚みが１μｍ未満となると、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の色味のコントラストが低下するおそれがあり、３０μｍを超えると第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の解像度が低下するおそれがある。

第１パターンＰ１は、第１パターン基板２の第１面２１上の第１コードパターン領域ＣＲ１内の第１コード領域ＣＡ１に設けられたＱＲコード（登録商標）等の２次元コードパターンである。第２パターンＰ２は、第２パターン基板３の第１面３１上において第１パターン基板２の第１コード領域ＣＡ１と同一の形状及び大きさの第２コード領域ＣＡ２に設けられたＱＲコード（登録商標）等の２次元コードパターンである。第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２は、互いに同一形状の２次元コードパターンであってもよいし、互いに異なる形状の２次元コードパターンであってもよい。なお、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２を構成する２次元コードパターンとしては、ＱＲコード（登録商標）に限定されるものではなく、例えば、ＤａｔａＭａｔｒｉｘ、ＭａｘｉＣｏｄｅ、ＶｅｒｉＣｏｄｅ、ＰＤＦ４１７、ＣＯＤＥ４９等が挙げられる。また、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２は、いずれか一方が２次元コードパターンであればよく、他方は、例えばライン状等の１次元コードパターン等であってもよい。

第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２のそれぞれが設けられる第１コード領域ＣＡ１及び第２コード領域ＣＡ２の大きさは、本実施形態に係る変位量計測装置１を用いて変位量を計測する計測対象物に応じて適宜設定され得る。後述するように、本実施形態に係る変位量計測装置１は計測対象物に設置され、第１パターン基板２側から撮像した撮像データに基づいて変位量が計測される。例えば、本実施形態に係る変位量計測装置１がトンネル等のコンクリート構造物に生じたひび割れの変位量を計測するために用いられる場合、トンネル等に設置された変位量計測装置１とカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末との距離が近いため、第１コード領域ＣＡ１及び第２コード領域ＣＡ２の大きさは、例えば、２５ｍｍ×２５ｍｍ程度の範囲内で設定され得る。一方で、本実施形態に係る変位量計測装置１が法面等の自然構造物における変位量を計測するために用いられる場合、通常、法面等に設置された変位量計測装置１と撮像装置との距離が遠いため、第１コード領域ＣＡ１及び第２コード領域ＣＡ２の大きさは、例えば、４８０ｍｍ×４８０ｍｍ程度の範囲内で設定され得る。

位置検出パターンＰ３は、第１パターン基板２の第１面２１に設定される第１コードパターン領域ＣＲ１の３つの角部のそれぞれに位置する位置検出領域ＤＡ内に設けられている。本実施形態に係る変位量計測装置１は、例えば、計測対象物としてのコンクリート構造物に生じたひび割れの経時的な変位量を計測するために用いられ得る。この場合、図６に示すように、第１パターン基板２及び第２パターン基板３の相対的な移動方向とコンクリート構造物５０の壁面のひび割れ５１とを交差させるようにしてコンクリート構造物５０のひび割れ５１上に変位量計測装置１が設けられる。そのため、本実施形態に係る変位量計測装置１は、ひび割れ５１の方向に応じて回転させて設けられるが、３つの位置検出パターンＰ３が設けられていることで、変位量計測装置１の回転角度にかかわらず、計測対象物の変位量を的確に計測することができる。位置検出パターンＰ３は、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２と同様に着色印刷層により構成され、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の少なくとも一方と同一の色であってもよいし、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２のいずれとも異なる色であってもよい。

本実施形態における第１パターン基板２は、変位計測に耐え得る所望の剛性を有する透明な樹脂基板により構成され、第２パターン基板３は、変位計測に耐え得る所望の剛性を有する透明な樹脂基板又は不透明な有色樹脂基板により構成され得る。第１パターン基板２及び第２パターン基板３として樹脂基板を用いることで、耐衝撃性等に優れることで、破損等が生じ難いという利点がある。なお、本実施形態において「透明」とは、波長４００〜８００ｎｍにおける全光線透過率が７０％以上であることを意味する。

第１パターン基板２及び第２パターン基板３を構成する樹脂材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等が挙げられる。第２パターン基板３が有色樹脂基板により構成され得る場合、第２パターン基板３の色は、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２を構成する着色印刷層の色との関係において、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２を高コントラストで表示することができ、容易に判別可能な色であるのが好ましい。第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２が黒色、赤色、青色等の着色印刷層により構成される場合、第２パターン基板３としては白色基板を好適に用いることができる。

第１パターン基板２及び第２パターン基板３の厚みは、例えば、１００〜１０００μｍの範囲内で適宜設定され得る。第１パターン基板２及び第２パターン基板３の厚みが１００μｍ未満であると、熱膨張による伸縮、基板の撓み等が生じるおそれがあり、変位量の計測精度が低下してしまうおそれがあり、１０００μｍを超えると、製造コストが高くなるという問題が生じ得る。

第１パターン基板２及び第２パターン基板３の大きさは、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２が設けられる第１コード領域ＣＡ１及び第２コード領域ＣＡ２の大きさに応じて適宜設定され得る。例えば、本実施形態に係る変位量計測装置１が、計測対象物としてのコンクリート構造物（例えば、トンネル等）に生じたひび割れの経時的な変位量を計測するために用いられる場合、第１パターン基板２及び第２パターン基板３の大きさは、３０ｍｍ×３０ｍｍ程度に設定され得る。一方で、本実施形態に係る変位量計測装置１が、計測対象物としての自然構造物（例えば、法面等）における経時的な変位量を計測するために用いられる場合、第１パターン基板２及び第２パターン基板３の大きさは、５００ｍｍ×５００ｍｍ程度に設定され得る。

本実施形態に係る変位量計測装置１が備える第１外装フィルム４及び第２外装フィルム５は、伸縮性を有するフィルムにより構成され得る。第１外装フィルム４及び第２外装フィルム５が伸縮性フィルムにより構成されていることで、本実施形態に係る変位量計測装置１による計測対象物の変位に追従して伸縮することができ、当該計測対象物の変位量を的確に計測することができる。

第１外装フィルム４及び第２外装フィルム５は、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、軟質塩化ビニル樹脂、４フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）等のフッ素系樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等により構成され、互いに同一の樹脂材料により構成されていてもよいし、異なる樹脂材料により構成されていてもよい。略方形状の第１外装フィルム４及び第２外装フィルム５の４辺がシールされ、それらの間に第１パターン基板２及び第２パターン基板３が封入される。

略長方形状の第１パターン基板２は、その一方側の短辺近傍の第１固定部２３にて、第１外装フィルム４の第１辺４１に沿って接着固定され、略長方形状の第２パターン基板３は、その一方側の短辺近傍の第２固定部３３にて、第１外装フィルム４の第１辺４１に対向する第２辺４２に沿って接着固定され得る。本実施形態に係る変位量計測装置１を、計測対象物のひび割れを跨ぐようにして取り付けることで、第１パターン基板２（又は第２パターン基板３）の面内における一方向（例えばＸ方向）に対する変位に追従して、変位量を計測することができるとともに、上記一方向に直交する方向（例えばＹ方向）に対する変位にも、第１外装フィルム４の伸縮性により追従することができる。

なお、第１パターン基板２は、第１外装フィルム４の第１辺４１近傍における、第１パターン基板２の一の角部に位置する第１固定部２３にて接着固定されていてもよく、第２パターン基板３は、第１外装フィルム４の第２辺４２近傍における、第２パターン基板３の一の角部に位置する第２固定部３３にて接着固定されていてもよい（図７参照）。第１パターン基板２及び第２パターン基板３が、それぞれ、第１固定部２３及び第２固定部３３の一点で接着固定されていることで、第１パターン基板２及び第２パターン基板３が相対的に回転する方向の変位に追従しやすくなるため、当該回転する方向の変位量を計測することができる。なお、図７に示すように、第１固定部２３及び第２固定部３３は、第１パターン基板２及び第２パターン基板２の全体で構成される矩形の略対角に互いに位置するのが好適である。

第１外装フィルム４の外表面には、計測対象物に接着可能な接着層（図示せず）が設けられている。また、第２外装フィルム５の外表面には、防汚層、防眩層、反射防止層、ＵＶカット層等の機能層（図示せず）が設けられていてもよい。

上述した構成を有する変位量計測装置１は、コンクリート構造物や自然構造物等の計測対象物にひび割れや亀裂等が生じた場合に、当該ひび割れや亀裂等の挙動を調べるために用いられる。具体的には、図６に示すように、計測対象物５０にひび割れ５１が生じている場合に、当該ひび割れ５１を中心とした一方側に第１パターン基板２の第１固定部２３を位置させ、他方側に第２パターン基板３の第２固定部３３を位置させるようにして、第１外装フィルム４の接着層を介して、変位量計測装置１を計測対象物５０に設置する。その状態で、第１パターンＰ１、第２パターンＰ２及び位置検出パターンＰ３を含む画像データを、カメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末で撮像して取得し、この画像データを初期値として記憶しておく。記憶される画像データは、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２の重なりにより構成される２次元の第１図柄と、位置検出パターンＰ３により構成される２次元の第２図柄とを含むものである。所定の期間が経過した後、計測対象物５０に設置されている変位量計測装置１の第１パターンＰ１、第２パターンＰ２及び位置検出パターンＰ３を含む画像データを取得し、当該取得した画像データと、初期値として記憶した画像データとの対比により、ひび割れ５１の挙動を把握することができる。

具体的には、以下に説明する変位量計測システムにより、計測対象物５０の変位量を求めることができる。図８は、本実施形態における変位量計測システムの概略構成を示すブロック図である。

本実施形態における変位量計測システム１００は、制御部１１０と、各種プログラム等を記憶する主記憶部１１１と、制御部１１０により生成されたデータ等を一時的に記憶する補助記憶部１１２と、画像データ等の送受信を行うための通信部１１３と、複数の画像データを格納する画像データ格納部１１４と、計測対象物５０に設置された変位量計測装置１の画像データ等を格納する変位モニタリング用データベース１１５とを備える。

制御部１１０は、画像データ格納部１１４に格納された画像データ、通信部１１３を介して受信した画像データ、補助記憶部１１２に記憶された各種データ等を読み出し、主記憶部１１１に記憶された各種プログラムの指示に従って、種々の演算処理等を行う。

主記憶部１１１には、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データから一の画像データを抽出するためのプログラム、抽出された画像データを利用して計測対象物５０の変位量を算出するためのプログラム等の各種プログラムが記憶されている。

補助記憶部１１２には、通信部１１３を介して受信した画像データ、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データから制御部１１０により抽出された画像データ、画像データを利用して制御部１１０により算出された計測対象物５０の変位量に関するデータ等が一時的に記憶される。

画像データ格納部１１４には、変位量計測装置１の第１パターン基板２側から見たときにおける第１パターンＰ１、第２パターンＰ２及び位置検出パターンＰ３を含む複数の画像データが格納されている。より具体的には、図９に示すように、画像データ格納部１１４には、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２が完全に一致して重なった第１図柄と、位置検出パターンＰ３により構成される第２図柄とを含む画像データ（ＩＭ（０，０））を中心画像データとして、当該中心画像データから一方向（±Ｘ方向）に所定の距離（例えば０．０５ｍｍ程度）ずつ第１パターンＰ１及び位置検出パターンＰ３と、第２パターンＰ２とが相対的に移動したときの第１図柄及び第２図柄を含む画像データ（ＩＭ（−３，０）〜ＩＭ（３，０））と、当該一方向（±Ｘ方向）に直交する他方向（±Ｙ方向）に所定の距離（例えば０．０５ｍｍ程度）ずつ第１パターンＰ１及び位置検出パターンＰ３と、第２パターンＰ２とが相対的に移動したときの第１図柄及び第２図柄を含む画像データ（ＩＭ（−３，−３）〜ＩＭ（３，３））が、それぞれ、中心画像データからの相対的変位量（Ｘ方向の変位量及びＹ方向の変位量）と関連付けられて格納されている。なお、図９には、一例として４９個の画像データが示されているが、画像データ格納部１１４に格納されている画像データの数に特に制限はない。

例えば、複数の画像データが、中心画像データから一方向及び他方向に±０．２ｍｍずつ第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２が相対的に移動した画像データである場合、図９におけるＩＭ（１，０）の画像データは、相対的な変位量（Ｘ方向に＋０．２ｍｍ、Ｙ方向に±０ｍｍ）を示す変位量データに関連付けられて画像データ格納部１１４に格納されている。

変位モニタリング用データベース１１５には、計測対象物５０に設置された変位量計測装置１の第１パターン基板２側から撮像した画像データが、相対的変位量を示す変位量データに関連付けられて格納される。

上記構成を有する変位量計測システム１００において計測対象物５０の変位量を計測する方法を説明する。
まず、ひび割れ５１等を有する計測対象物５０に設置した変位量計測装置１を第１パターン基板２側からカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６で撮像し、取得した画像データを変位量計測システム１００に送信すると、変位量計測システム１００の通信部１１３にて受信した当該画像データが、補助記憶部１１２に一時的に記憶される。

制御部１１０は、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データのうちから、補助記憶部１１２に一時的に記憶された画像データと実質的に同一の画像データをパターンマッチング処理等により抽出し、抽出された画像データに基づいて、補助記憶部１１２に記憶されている画像データにおける相対的変位量を求める。

通常、計測対象物５０に設置された直後の変位量計測装置１を第１パターン基板２側から撮像して取得した画像データに含まれる第１図柄は、第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とが完全に一致した、図９に示す画像データＩＭ（０，０）の第１図柄と同一であることが多い。そのため、変位量計測装置１を設置した直後においては、画像データＩＭ（０，０）のように第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とが完全に一致しているものと擬制することもできる。しかし、計測対象物５０における変位量計測装置１が設置される面が湾曲していたり、凹凸を有していたりすると、設置された直後の変位量計測装置１の第１パターンＰ１と第２パターンＰ２とがわずかにずれ、完全に一致しないことも往々にしてある。このような場合に、計測対象物５０に設置された直後における変位量計測装置１の画像データに含まれる第１図柄を、画像データ格納部１１４に格納されている画像データＩＭ（０，０）であると擬制してしまうと、計測対象物５０における変位量を精確に求めることができないおそれもある。そこで、制御部１１０は、計測対象物５０に設置された直後の変位量計測装置１の画像データの相対的変位量を求めておき、その相対的変位量を示す変位量データを初期値とし、補助記憶部１１２に記憶されている画像データと関連付けて変位モニタリング用データベース１１５に格納する。これにより、後述する工程において、計測対象物５０における変位量（ひび割れ５１等の挙動）を精確に把握することができる。

所定期間経過後、計測対象物５０に設置された変位量計測装置１を第１パターン基板２側からカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６にて撮像し、取得した画像データを変位量計測システム１００に送信する。変位量計測システム１００の通信部１１３において当該画像データを受信すると、当該画像データは、補助記憶部１１２に一時的に記憶される。

変位量計測システム１００において、制御部１１０は、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データのうちから、補助記憶部１１２に一時的に記憶された画像データと実質的に同一の画像データをパターンマッチング処理等により抽出する。抽出された画像データには、画像データＩＭ（０，０）に対する相対的変位量を示す変位量データが関連付けられているため、抽出された画像データの変位量データと、初期値として記憶されている変位量データとの差分を求める。これにより、計測対象物５０の変位量を計測することができる。このようにして計測された変位量に基づき、計測対象物５０の補修が必要が否か等を判断することができる。

上述したように、本実施形態に係る変位量計測装置１及びそれを用いた変位量計測システム１００によれば、ひび割れ５１等の挙動を把握すべき計測対象物５０に設置し、定期的に変位量計測装置１を撮像し、取得した画像データに基づいて当該計測対象物５０の変位を簡易にモニタリングすることができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上記実施形態において、位置検出パターンＰ３は、第１パターン基板２の第１面２１上に設けられているが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、例えば、第２パターン基板３の第１面３１上に設けられていてもよいし、第１外装フィルム４又は第２外装フィルム５に設けられていてもよい。

上記実施形態において、第１パターン基板２及び第２パターン基板３は、第１外装フィルム４及び第２外装フィルム５内に封入されているが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、変位量計測装置１は、第１外装フィルム４を有するが第２外装フィルム５を有していなくてもよいし、第１外装フィルム４及び第２外装フィルム５を有していなくてもよい。

上記実施形態において、第１パターンＰ１及び第２パターンＰ２が互いに異なる色の着色印刷層により構成されている場合、変位量計測システム１００の画像データ格納部１１４には、第１パターンＰ１によるトリミング処理が施された第１図柄と、位置検出パターンＰ３により構成される第２図柄とを含む画像データが格納されていてもよい。この場合において、制御部１１０は、計測対象物５０に設置された変位量計測装置１を撮像した画像データに、第１パターンＰ１によるトリミング処理を施した画像データを生成し、生成した画像データと、画像データ格納部１１４に格納されている画像データとのパターンマッチング処理を通じて、計測対象物５０の変位量を求めることができる。

上記実施形態において、画像データ格納部１１４には、複数の画像データが予め格納されているが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ひび割れ５１等を有する計測対象物５０に設置した変位量計測装置１を第１パターン基板２側からカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６で撮像し、取得した画像データを通信部１１３により受信したときに、制御部１１０は、当該画像データから一方向（＋Ｘ方向）に所定の距離ずつ第１パターンＰ１及び位置検出パターンＰ３と第２パターンＰ２とが相対的に移動したときの第１図柄及び第２図柄を含む複数の画像データを生成し、生成した複数の画像データを、相対的変位量を示す変位量データに関連付けて画像データ格納部１１４に格納してもよい。

上記実施形態において、制御部１１０は、変位量計測装置１が計測対象物５０に設置されてから所定期間経過後にカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６にて撮像され、取得された画像データに基づいて、計測対象物５０の変位量を求めた後、所定の閾値を基準にしてひび割れ５１等の補修が必要であるか否かを判断し、補修が必要であると判断された場合には、通信部１１３を介して撮像機能付き携帯端末１１６に警告信号を送信してもよい。

１…変位量計測装置
２…第１パターン基板
３…第２パターン基板
２１，３１…第１面
２２，３２…第２面
Ｐ１…第１パターン
Ｐ２…第２パターン
Ｐ３…位置検出パターン
４…第１外装フィルム（第１外装基材）
５…第２外装フィルム（第２外装基材）
１００…変位量計測システム

Claims

第１面及び当該第１面に対向する第２面を有し、前記第１面又は前記第２面に第１パターンが設けられてなる透明な第１パターン基板と、
第１面及び当該第１面に対向する第２面を有し、前記第１面又は前記第２面に第２パターンが設けられてなる第２パターン基板と
を備え、
前記第１パターン及び前記第２パターンは、少なくともいずれか一方が２次元コードパターンであり、
前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板は、前記第１パターンと前記第２パターンとが重なり合った状態で、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板の面内における少なくとも１方向に沿って移動可能に配置されている、変位量計測装置。
前記第１パターン及び前記第２パターンは、互いに同一の２次元コードパターンである、請求項１に記載の変位量計測装置。
前記第２パターン基板が、前記第１パターン及び前記第２パターンを高コントラストで表示可能な有色基板である、請求項１又は２に記載の変位量計測装置。
前記第２パターン基板が白色基板である、請求項１〜３のいずれかに記載の変位量計測装置。
前記第１パターン及び前記第２パターンは、互いに同一色の着色印刷層により構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の変位量計測装置。
前記第１パターン及び前記第２パターンは、互いに異なる色の着色印刷層により構成される、請求項１〜４のいずれかに記載の変位量計測装置。
伸縮可能な材料により構成される第１外装基材をさらに備え、
前記第１外装基材は、前記第１パターン基板との間に前記第２パターン基板を挟むようにして配置される、請求項１〜６のいずれかに記載の変位量計測装置。
前記第１パターン基板は、前記第１外装基材の外縁における第１側の近傍に位置する第１固定点にて固定され、
前記第２パターン基板は、前記第１外装基材の外縁における前記第１側に対向する第２側の近傍に位置する第２固定点にて固定される、請求項７に記載の変位量計測装置。
前記第１外装基材における前記第２パターン基板に対向する面には、接着層が設けられる、請求項７又は８に記載の変位量計測装置。
伸縮可能な材料により構成される第２外装基材をさらに備え、
前記第２外装基材は、前記第２パターン基板との間に前記第１パターン基板を挟むようにして設けられ、
前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板は、前記第１外装基材及び前記第２外装基材により封止されている、請求項７〜９のいずれかに記載の変位量計測装置。
前記第２外装基材における前記第１パターン基板に対向する面には、防眩層及び／又は反射防止層が設けられる、請求項１０に記載の変位量計測装置。
前記第１パターン基板の前記第１面又は前記第２面に位置検出パターンが設けられている、請求項１〜１１のいずれかに記載の変位量計測装置。
前記第１外装基材上に位置検出パターンが設けられている、請求項７〜１１のいずれかに記載の変位量計測装置。
前記第２外装基材上に位置検出パターンが設けられている、請求項１０又は１１に記載の変位量計測装置。
計測対象物における変位量を計測するシステムであって、
請求項１〜１４のいずれかに記載の変位量計測装置を前記第１パターン基板側から見たときの画像データであって、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板の相対変位量に応じた複数の画像データを格納する画像データ格納部と、
前記計測対象物に設置されている前記変位量計測装置を前記第１パターン基板側から撮像した撮像データ及び前記画像データ格納部に格納されている前記画像データに基づき、前記計測対象物の変位量を算出する変位量算出部と
を有する、変位量計測システム。
前記画像データ格納部に格納されている前記複数の画像データの中から前記撮像データと実質的に一致する画像データを抽出する画像データ抽出部をさらに有し、
前記画像データ格納部は、前記第１パターン基板及び前記第２パターン基板の相対変位量と、前記複数の画像データのそれぞれとを関連付けて格納しており、
前記変位量算出部は、前記画像データ抽出部により抽出された画像データに関連付けられている前記相対変位量に基づき、前記計測対象物の変位量を算出する、請求項１５に記載の変位量計測システム。
前記相対変位量は、少なくとも一の方向における前記第１パターン基板と前記第２パターン基板との相対的な変位量を含む、請求項１５又は１６に記載の変位量計測システム。