JPH0510730A - 変位計 - Google Patents
変位計Info
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- JPH0510730A JPH0510730A JP19098391A JP19098391A JPH0510730A JP H0510730 A JPH0510730 A JP H0510730A JP 19098391 A JP19098391 A JP 19098391A JP 19098391 A JP19098391 A JP 19098391A JP H0510730 A JPH0510730 A JP H0510730A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光電変換部の出力を試験片の輝度に左右され
ることなく一定にする。 【構成】 試験片１０の輝度に相関する物理量を検出手
段１２０により検出し、この物理量に基づいて走査手段
１１０の蓄積電荷読み出し周期を制御することにより、
光電変換手段１００の信号電荷蓄積時間を制御し、走査
手段１１０を通して出力される信号レベルを一定にす
る。
ることなく一定にする。 【構成】 試験片１０の輝度に相関する物理量を検出手
段１２０により検出し、この物理量に基づいて走査手段
１１０の蓄積電荷読み出し周期を制御することにより、
光電変換手段１００の信号電荷蓄積時間を制御し、走査
手段１１０を通して出力される信号レベルを一定にす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、試験片の変位量を計測
するための光学式変位計、特に高温の試験片の変位を計
測する変位計に関する。
するための光学式変位計、特に高温の試験片の変位を計
測する変位計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばセラミックス等の試験片を
高温度雰囲気中（１０００℃〜２３００℃）で引張試験
するときに使用される変位計としては、ＣＣＤイメージ
センサなどからなる固体撮像カメラを用いた光学式のも
のが知られている。このような光学式変位計の従来例で
は、試験片に設けた突形状の一対の標点を含む所定領域
をそれぞれの固体撮像カメラにより撮影し、この撮影画
像を２値化処理した後、各標点の重心を求め、この重心
が常に一定の位置になるように固体撮像カメラを移動制
御することにより標点を追跡し、この追跡時の移動量か
ら試験片の変位量を求めるものである。
高温度雰囲気中（１０００℃〜２３００℃）で引張試験
するときに使用される変位計としては、ＣＣＤイメージ
センサなどからなる固体撮像カメラを用いた光学式のも
のが知られている。このような光学式変位計の従来例で
は、試験片に設けた突形状の一対の標点を含む所定領域
をそれぞれの固体撮像カメラにより撮影し、この撮影画
像を２値化処理した後、各標点の重心を求め、この重心
が常に一定の位置になるように固体撮像カメラを移動制
御することにより標点を追跡し、この追跡時の移動量か
ら試験片の変位量を求めるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光学式変位計では、固体撮像カメラを構成す
る光電変換素子の信号電荷の蓄積時間は一定であり、し
かも光電変換素子の出力を２値化する閾値も一定である
ため、試験片の発光量が温度によって変化してくると、
光電変換素子の出力は光量と蓄積時間の積に比例して変
化し、同時に入力画像の濃度分布（ヒストグラム）も変
化して、２値画像に影響を与える。その結果、試験片の
輝度が上昇した場合（所定値以上の温度になる場合）に
は、標点部分と背景の区別が不明瞭になり、試験片の変
位量が測定不能になってしまう。
うな従来の光学式変位計では、固体撮像カメラを構成す
る光電変換素子の信号電荷の蓄積時間は一定であり、し
かも光電変換素子の出力を２値化する閾値も一定である
ため、試験片の発光量が温度によって変化してくると、
光電変換素子の出力は光量と蓄積時間の積に比例して変
化し、同時に入力画像の濃度分布（ヒストグラム）も変
化して、２値画像に影響を与える。その結果、試験片の
輝度が上昇した場合（所定値以上の温度になる場合）に
は、標点部分と背景の区別が不明瞭になり、試験片の変
位量が測定不能になってしまう。
【０００４】そこで、従来においては、固体撮像カメラ
に試験片からの光量を適正に減光するフィルタを取り付
け、これによって試験片の変位量測定が不能になるのを
防止していた。しかしながら、このような方式は、手数
がかかり、測定作業を煩雑にするほか、試験片の試験温
度範囲が広くなると、各温度に適した多くの減光フィル
タを用意しなければならず、また、多種の温度にまたが
って試験できないという問題があった。
に試験片からの光量を適正に減光するフィルタを取り付
け、これによって試験片の変位量測定が不能になるのを
防止していた。しかしながら、このような方式は、手数
がかかり、測定作業を煩雑にするほか、試験片の試験温
度範囲が広くなると、各温度に適した多くの減光フィル
タを用意しなければならず、また、多種の温度にまたが
って試験できないという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、光電変換部の出力を試験
片の輝度に左右されることなく一定にできる変位計を提
供することにある
片の輝度に左右されることなく一定にできる変位計を提
供することにある
【０００６】
【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１により発明を説明すると、本発明は、高温中の試験片
１０の標点部を撮影する光電変換手段１００と、光電変
換手段１００に着積された信号電荷を読み出す走査手段
１１０とを備え、光電変換手段１００から出力される信
号に基づいて試験片１０の変位量を計測する変位計に適
用される。そして、上記目的は、試験片１０の輝度に相
関する物理量を検出する検出手段１２０と、物理量に基
づいて走査手段１１０を制御することにより光電変換手
段１００の信号電荷蓄積時間を制御する制御手段１３０
とを備えることにより、達成できる。
１により発明を説明すると、本発明は、高温中の試験片
１０の標点部を撮影する光電変換手段１００と、光電変
換手段１００に着積された信号電荷を読み出す走査手段
１１０とを備え、光電変換手段１００から出力される信
号に基づいて試験片１０の変位量を計測する変位計に適
用される。そして、上記目的は、試験片１０の輝度に相
関する物理量を検出する検出手段１２０と、物理量に基
づいて走査手段１１０を制御することにより光電変換手
段１００の信号電荷蓄積時間を制御する制御手段１３０
とを備えることにより、達成できる。
【０００７】
【作用】検出手段１２０により検出された試験片１０の
輝度に相関する物理量が制御手段１３０に取り込まれる
と、制御手段１３０は走査手段１１０に加えられる、蓄
積電荷読み出しのための周期を物理量に応じて変化させ
る。これにより光電変換手段１００の信号電荷蓄積時間
を試験片１０の輝度に応じて変化させ、走査手段１１０
を通して出力される信号レベルを一定にし、標点部を正
しく抽出する。
輝度に相関する物理量が制御手段１３０に取り込まれる
と、制御手段１３０は走査手段１１０に加えられる、蓄
積電荷読み出しのための周期を物理量に応じて変化させ
る。これにより光電変換手段１００の信号電荷蓄積時間
を試験片１０の輝度に応じて変化させ、走査手段１１０
を通して出力される信号レベルを一定にし、標点部を正
しく抽出する。
【０００８】
【実施例】図２は、本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図２において、１０は高温雰囲気中（１０００℃〜
２３００℃）に配置される試験片であり、その上下両端
部の左右両側縁には、一対づつの標点部１０ａ，１０ｂ
が形成されている。１１，１２は、上下に位置する左右
の標点部のうち、一方の標点部１０ａ，１０ｂに対向す
るようにして大気中に配設された一対の固体撮像カメラ
であり、結像レンズ１１ａ，１２ａの焦平面には２次元
のＣＣＤからなる光電変換部１１ｂ，１２ｂが配置され
ている。
る。図２において、１０は高温雰囲気中（１０００℃〜
２３００℃）に配置される試験片であり、その上下両端
部の左右両側縁には、一対づつの標点部１０ａ，１０ｂ
が形成されている。１１，１２は、上下に位置する左右
の標点部のうち、一方の標点部１０ａ，１０ｂに対向す
るようにして大気中に配設された一対の固体撮像カメラ
であり、結像レンズ１１ａ，１２ａの焦平面には２次元
のＣＣＤからなる光電変換部１１ｂ，１２ｂが配置され
ている。
【０００９】光電変換部１１ｂ，１２ｂには、それぞれ
に蓄積された信号電荷を取り出すシフトゲート１３，１
４が接続され、さらに、シフトゲート１３，１４には、
シフトレジスタ１５，１６が接続されている。シフトレ
ジスタ１５，１６には、それぞれの出力回路１７，１８
を介して２値化回路１９，２０が接続され、２値化回路
１９，２０は制御回路２１に接続されている。制御回路
２１は、マイクロプロセッサ２１ａおよび２値化画像を
記憶するメモリ部２１ｂを備え、さらに、試験片１０の
変位量の計測処理機能を有するとともに、高温試験され
る試験片１０の輝度に応じて光電変換素子１１ｂ，１２
ｂの信号電荷蓄積時間を制御するための制御機能を有す
る。
に蓄積された信号電荷を取り出すシフトゲート１３，１
４が接続され、さらに、シフトゲート１３，１４には、
シフトレジスタ１５，１６が接続されている。シフトレ
ジスタ１５，１６には、それぞれの出力回路１７，１８
を介して２値化回路１９，２０が接続され、２値化回路
１９，２０は制御回路２１に接続されている。制御回路
２１は、マイクロプロセッサ２１ａおよび２値化画像を
記憶するメモリ部２１ｂを備え、さらに、試験片１０の
変位量の計測処理機能を有するとともに、高温試験され
る試験片１０の輝度に応じて光電変換素子１１ｂ，１２
ｂの信号電荷蓄積時間を制御するための制御機能を有す
る。
【００１０】２２は、所定周波数のクロックを発生する
クロック発生器であり、このクロック発生器２２から発
生するクロック２２ａはシフトレジスタ１５，１６に供
給される。また、クロック発生器２２には、これからの
クロック２２ａを分周する可変分周回路２３が接続さ
れ、この分周クロック２３ａはシフトゲート１３，１４
に供給される。分周回路２３の分周出力は制御回路２１
からの制御信号Ｓ１によって制御される。２４は制御回
路２１に接続したＣＲＴなどからなる表示装置である。
クロック発生器であり、このクロック発生器２２から発
生するクロック２２ａはシフトレジスタ１５，１６に供
給される。また、クロック発生器２２には、これからの
クロック２２ａを分周する可変分周回路２３が接続さ
れ、この分周クロック２３ａはシフトゲート１３，１４
に供給される。分周回路２３の分周出力は制御回路２１
からの制御信号Ｓ１によって制御される。２４は制御回
路２１に接続したＣＲＴなどからなる表示装置である。
【００１１】次に動作について説明する。高温雰囲気中
で、例えば引張試験される試験片１０の標点部１０ａ，
１０ｂの像は、結像レンズ１１ａ，１２ａにより、それ
ぞれの光電変換部１１ｂ，１２ｂの受光面上に結像さ
れ、信号電荷に変換されて蓄積される。蓄積された各電
荷は、分周回路２３からのクロック２３ａにより動作さ
れるシフトゲート１３，１４を通してそれぞれのシフト
レジスタ１５，１６にいっせいに読み出される。シフト
レジスタ１５，１６に読み出された信号電荷は、クロッ
ク発生器２２からのクロック２２ａによって出力回路１
７，１８へ転送され、信号電荷量に対応した電圧に変換
されて、それぞれの２値化回路１９，２０に出力され
る。なお、シフトゲート１５，１６の開かれる周期は蓄
積時間となり、この間に発生した信号電荷は光電変換部
に蓄積され続ける。したがって、光電変換部の出力は試
験片１０の輝度と蓄積時間の積に比例する。
で、例えば引張試験される試験片１０の標点部１０ａ，
１０ｂの像は、結像レンズ１１ａ，１２ａにより、それ
ぞれの光電変換部１１ｂ，１２ｂの受光面上に結像さ
れ、信号電荷に変換されて蓄積される。蓄積された各電
荷は、分周回路２３からのクロック２３ａにより動作さ
れるシフトゲート１３，１４を通してそれぞれのシフト
レジスタ１５，１６にいっせいに読み出される。シフト
レジスタ１５，１６に読み出された信号電荷は、クロッ
ク発生器２２からのクロック２２ａによって出力回路１
７，１８へ転送され、信号電荷量に対応した電圧に変換
されて、それぞれの２値化回路１９，２０に出力され
る。なお、シフトゲート１５，１６の開かれる周期は蓄
積時間となり、この間に発生した信号電荷は光電変換部
に蓄積され続ける。したがって、光電変換部の出力は試
験片１０の輝度と蓄積時間の積に比例する。
【００１２】２値化回路１９，２０では、出力回路１
７，１８から出力される出力信号を予め設定された所定
の閾値と比較することで標点部１０ａ，１０ｂを検出す
る。検出された２値画像データは制御回路２１のメモリ
部２１ｂに格納される。また、２値画像は表示装置２４
に表示される。さらに、２値化処理された各標点部１０
ａ，１０ｂの画像データから各標点部１０ａ，１０ｂの
重心を演算により求め、この重心が常に一定の位置にな
るように固体撮像カメラ１１，１２を不図示の駆動装置
により試験片１０の伸び方向に移動制御することで標点
部を追跡し、この追跡時の移動量から試験片の伸び量を
計測する。
７，１８から出力される出力信号を予め設定された所定
の閾値と比較することで標点部１０ａ，１０ｂを検出す
る。検出された２値画像データは制御回路２１のメモリ
部２１ｂに格納される。また、２値画像は表示装置２４
に表示される。さらに、２値化処理された各標点部１０
ａ，１０ｂの画像データから各標点部１０ａ，１０ｂの
重心を演算により求め、この重心が常に一定の位置にな
るように固体撮像カメラ１１，１２を不図示の駆動装置
により試験片１０の伸び方向に移動制御することで標点
部を追跡し、この追跡時の移動量から試験片の伸び量を
計測する。
【００１３】一方、制御回路２１では、出力回路１７，
１８から出力される標点部の信号レベルが予め設定され
た範囲内に入っているか否かを判別する。例えば、図３
に示すように標点部１０ａ，１０ｂに対応する出力信号
レベルが実線に示すような波形であるとすると、試験温
度の上昇により試験片１０の輝度が増大した場合は、そ
の出力信号波形は破線に示すように実線の波形より上方
へ移行する。そこで、２値化回路１９，２０の通常の閾
値ｔ０より大きく、実線で示す信号レベルの上端にかか
るローレベルの閾値ｔＬと、この閾値ｔＬより大きいハ
イレベルの閾値ｔＨを制御回路２１に設定しておき、こ
の各閾値ｔＬとｔＨで２値化回路１９，２０を所定時間
毎（例えば１秒毎）に通常の２値化処理とは別に動作さ
せることにより、出力回路１７，１８からの信号を２値
化する。このとき、閾値ｔＬとｔＨで２値化した判定結
果が（１，１）ならば、試験片１０の輝度が設定レベル
以上に増大していると判断して、制御回路２１から分周
回路２３にクロック周波数を上昇させる方向の制御信号
Ｓ１を出力する。これにより、シフトゲート１５，１６
の開かれる周期を短くして光電変換部１１ｂ，１２ｂの
信号電荷蓄積時間を短くする。また、判定結果が（１，
０）ならば、試験片１０の輝度が設定レベル範囲にある
と判断し、分周回路２３のクロック周波数を変えずに元
の設定値に保持する。
１８から出力される標点部の信号レベルが予め設定され
た範囲内に入っているか否かを判別する。例えば、図３
に示すように標点部１０ａ，１０ｂに対応する出力信号
レベルが実線に示すような波形であるとすると、試験温
度の上昇により試験片１０の輝度が増大した場合は、そ
の出力信号波形は破線に示すように実線の波形より上方
へ移行する。そこで、２値化回路１９，２０の通常の閾
値ｔ０より大きく、実線で示す信号レベルの上端にかか
るローレベルの閾値ｔＬと、この閾値ｔＬより大きいハ
イレベルの閾値ｔＨを制御回路２１に設定しておき、こ
の各閾値ｔＬとｔＨで２値化回路１９，２０を所定時間
毎（例えば１秒毎）に通常の２値化処理とは別に動作さ
せることにより、出力回路１７，１８からの信号を２値
化する。このとき、閾値ｔＬとｔＨで２値化した判定結
果が（１，１）ならば、試験片１０の輝度が設定レベル
以上に増大していると判断して、制御回路２１から分周
回路２３にクロック周波数を上昇させる方向の制御信号
Ｓ１を出力する。これにより、シフトゲート１５，１６
の開かれる周期を短くして光電変換部１１ｂ，１２ｂの
信号電荷蓄積時間を短くする。また、判定結果が（１，
０）ならば、試験片１０の輝度が設定レベル範囲にある
と判断し、分周回路２３のクロック周波数を変えずに元
の設定値に保持する。
【００１４】このように本実施例にあっては、試験片１
０の輝度に相関して光電変換部１１ｂ，１２ｂから出力
される信号レベルから試験片の輝度状態を判別し、この
判別結果に基づいてシフトゲート１３，１４のクロック
周波数を変化させ、光電変換部１１ｂ，１２ｂの信号電
荷の蓄積時間を制御して光電変換部１１ｂ，１２ｂの出
力を設定値範囲に維持できるようにしたので、従来のよ
うに試験片の輝度の変化によって変位量計測が不能にな
るという問題がなくなり、試験片の標点を正しく抽出で
きるほか、正確な変位量計測が可能になる。
０の輝度に相関して光電変換部１１ｂ，１２ｂから出力
される信号レベルから試験片の輝度状態を判別し、この
判別結果に基づいてシフトゲート１３，１４のクロック
周波数を変化させ、光電変換部１１ｂ，１２ｂの信号電
荷の蓄積時間を制御して光電変換部１１ｂ，１２ｂの出
力を設定値範囲に維持できるようにしたので、従来のよ
うに試験片の輝度の変化によって変位量計測が不能にな
るという問題がなくなり、試験片の標点を正しく抽出で
きるほか、正確な変位量計測が可能になる。
【００１５】なお、上記実施例では、光電変換部にＣＣ
Ｄイメ−ジ素子を用いた場合について述べたが、フォト
トランジスタアレイ、ＭＯＳ型撮像素子などを用いても
よい。また、上記実施例では、光電変換部からの出力信
号レベルを閾値ｔＬとｔＨで判別し、この判別結果に基
づいて光電変換部の信号電荷蓄積時間を制御する場合に
ついて述べたが、これに限定されない。例えば、試験片
の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサか
らの信号に基づいて光電変換部の蓄積時間を制御するよ
うにしても良い。また、試験片の輝度を検出するセンサ
を設け、このセンサを利用することによっても同様な制
御が可能となる。さらに、伸び計として説明したが、曲
げ試験におけるたわみ量を計測する変位計にも同様に本
発明を適用できる。
Ｄイメ−ジ素子を用いた場合について述べたが、フォト
トランジスタアレイ、ＭＯＳ型撮像素子などを用いても
よい。また、上記実施例では、光電変換部からの出力信
号レベルを閾値ｔＬとｔＨで判別し、この判別結果に基
づいて光電変換部の信号電荷蓄積時間を制御する場合に
ついて述べたが、これに限定されない。例えば、試験片
の温度を検出する温度センサを設け、この温度センサか
らの信号に基づいて光電変換部の蓄積時間を制御するよ
うにしても良い。また、試験片の輝度を検出するセンサ
を設け、このセンサを利用することによっても同様な制
御が可能となる。さらに、伸び計として説明したが、曲
げ試験におけるたわみ量を計測する変位計にも同様に本
発明を適用できる。
【００１６】上記実施例において、固体撮像カメラ１
１，１２およびその光電変換部１１ｂ，１２ｂが光電変
換手段１００を、シフトゲ−ト１３，１４、シフトレジ
スタ１５，１６およびクロック発生器２２、分周回路２
３が走査手段１１０を、２値化回路１９，２０および制
御回路２１が検出手段１２０を、制御回路２１が制御手
段１３０をそれぞれ構成する。
１，１２およびその光電変換部１１ｂ，１２ｂが光電変
換手段１００を、シフトゲ−ト１３，１４、シフトレジ
スタ１５，１６およびクロック発生器２２、分周回路２
３が走査手段１１０を、２値化回路１９，２０および制
御回路２１が検出手段１２０を、制御回路２１が制御手
段１３０をそれぞれ構成する。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、試
験片の輝度に相関する物理量を検出し、この物理量に基
づいて光電変換手段の信号電荷蓄積時間を制御し、光電
変換手段から出力される信号レベルを設定値内に制御で
きるようにしたので、光電変換手段の出力を試験片の輝
度に左右されることなく一定にできるとともに、試験片
の標点を正しく抽出することができる。
験片の輝度に相関する物理量を検出し、この物理量に基
づいて光電変換手段の信号電荷蓄積時間を制御し、光電
変換手段から出力される信号レベルを設定値内に制御で
きるようにしたので、光電変換手段の出力を試験片の輝
度に左右されることなく一定にできるとともに、試験片
の標点を正しく抽出することができる。
【図１】本発明のクレ−ムに対応する変位計のブロック
図である。
図である。
【図２】本発明の一実施例を示す全体の構成図である。
【図３】本実施例における説明図である。
１０ 試験片 １０ａ，１０ｂ 標点部 １１，１２ 固体撮像カメラ １１ｂ，１２ｂ 光電変換部 １３，１４ シフトゲ−ト １５，１６ シフトレジスタ １７，１８ 出力回路 １９，２０ ２値化回路 ２１ 制御回路 ２２ クロック発生器 ２３ 分周回路 １００ 光電変換手段 １１０ 走査手段 １２０ 検出手段 １３０ 制御手段
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 高温中の試験片の標点部を撮影する光電
変換手段と、前記光電変換手段に蓄積された信号電荷を
読み出す走査手段とを備え、前記光電変換手段から出力
される信号に基づいて試験片の変位量を計測する変位計
において、前記試験片の輝度に相関する物理量を検出す
る検出手段と、前記物理量に基づいて前記走査手段を制
御することにより前記光電変換手段の信号電荷蓄積時間
を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする変位
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190983A JP2765285B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3190983A JP2765285B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 変位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510730A true JPH0510730A (ja) | 1993-01-19 |
| JP2765285B2 JP2765285B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=16266913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3190983A Expired - Fee Related JP2765285B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765285B2 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4865853A (ja) * | 1971-12-10 | 1973-09-10 | ||
| JPS4965853A (ja) * | 1972-10-24 | 1974-06-26 | ||
| JPS5315160A (en) * | 1976-07-27 | 1978-02-10 | Nippon Steel Corp | Sensitivity controller of self-scan image sensor in thermal radiating object measuring apparatus |
| JPS60129603A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 圧延材の幅方向位置検出装置 |
| JPH0193502U (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP3190983A patent/JP2765285B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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| JPS60129603A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 圧延材の幅方向位置検出装置 |
| JPH0193502U (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 |
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| JP2765285B2 (ja) | 1998-06-11 |
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