JPS62132136A

JPS62132136A - 光弾性装置の画像処理方法

Info

Publication number: JPS62132136A
Application number: JP27157985A
Authority: JP
Inventors: Kan Kishii; 岸井　貫
Original assignee: Toshiba Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Techno Glass Co Ltd
Priority date: 1985-12-04
Filing date: 1985-12-04
Publication date: 1987-06-15
Also published as: JPH0525056B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明は、光弾性装置により形成される応力像を画像処
理することによって、応力分布を明瞭に表示する光弾性
装置の画像処理方法に関する。

（発明の技術的背景とその問題点〕従来、光弾性の原理を用いた応力の測定、ａｍにおいて
、光弾性像として応力に関する等高線を現出させる円偏
光法と称する方法が知られている。

すなりち、第５図示のように単色光源（イ）から発した
光をコンデンサレンズ（ロ）により平行な光束に変え、
その前方に第１の偏光板（ハ）、第１の１／４波長板（
ニ）を置き、さらに第２の１７４波長板（ホ）、第２の
偏光板（へ）を順次配置するとともに。

第１および第２の１／４波長板（ニ）、（ホ）の間に被
検体（ト）を挿入して観察する。ここで、第１および第
２の偏光板（ハ）（へ）はその振動方向を互いに直交す
る関係とし、また第１および第２の１／４波長板（ニ）
（ホ）はこれらの光学的軸が互いに直角で、かつ偏光板
（ハ）（へ）の振動方向軸と４５°の関係となるように
配置されている。上述した配列状態のもとて図中右方か
ら観察者が被検体（ト）を眺めると、偏光の干渉により
生じた干渉縞模様がたとえば第６図のように見える。す
なわち、（ト）は被検体の像、（へ）（４’　）（４’
　）・・・は干渉縞である。各干渉縞は光弾性効果によ
り生じた光路差と呼ばれる量（単位ｎｍ）が、光源（イ
）の波長の０倍、１倍、２倍・・・どなっている部分に
現出する。したがって、第６図の干渉縞は光路を測った
場合の等高線を示すものである。

しかしながら、上記した状態は被検体（ト）がプラスチ
ックのように光弾性常数の大きな材料からなるものの場
合だけに実施可能であって、たとえばガラスのように光
弾性常数がプラスチックの１７１０またはそれ以下の小
さい値を持った材料のものに対しては、光路差が１波長
相当にまで達しないので、光路差等の部分が暗い縞とな
っているのみである。したがって、これにより詳細な応
力または光路差の分布状態を知ることができないという
問題点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題点を除去するためなされたもので、
光弾性像の画像処理によって詳細な応力分布を等高線の
形で得ることができ、特にガラスのような光弾性常数の
小さい被検体に対して、その応力分布が明瞭にｌ１１１
察し得るようにした光弾性装置の画像処理方法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、光弾性装置に光弾性像をビデオ撮像する撮像
器を設けるとともに、その像を画像メモリーに取り込み
、これをコンピュータ操作により取り出し、さらに着色
表示するようにして光弾性像を任意の間隔で光路差の等
高線として表わし、応力分布を詳細かつ明瞭に認知でき
るようにしたことにある。

（発明の実施例〕以下１本発明の詳細を一実施例について第１図ないし第
３図を参照して説明する。（９）は光弾性装置の光学系
を示すもので、いわゆるボラリメータまたはセナルモン
補整器法と呼ばれるものである。

■は単色光源、■はコンデンサレンズで単色光源■！Ｊ
１ら発する光を平行光束に変えるものである。

この平行光束は第１の偏光板（イ）、１７４波長板■、
第２の偏光板０を経て撮像器■に達する。ここで第１の
偏光板に）の偏光軸と１／４波長板■の光学軸の一つと
は平行になるように配置され、またこの偏光板０は保持
枠（８）の中に回転自在に保持され、その回転角はたと
えば保持枠■に刻設された角度値■）によって読みとる
ことができる。そして、第２の偏光板０が第１の偏光板
（イ）とその偏光軸が直交する角度を第２の偏光板０の
回転角零度とする。

このように配列された装「但内の第１の偏光板Ｃ４）と
１／４波長板（ハ）との間に被検体（１０）を挿入する
。

したがって、第２の偏光板０の回転角度が零度の時は被
検体（１０）中の光路差等の部分は黒い縞でおおわれる
。次に第２の偏光板０を角度θだけ回転させると、黒い
縞は光路差が（ｏｘ定数）である位置へ移る。ここにお
いて、定数は装置によって定まった値を持つが３ｎｍな
いし３．５　ｎｍの範囲にある。このようにして第２の
偏光板０を回転させ、光路差一定の部分を結ぶ等高線の
一群を得ることができる。ついで、これらの等高線をそ
れぞれ互に色を変えて同時表示させると、被検中（１０
）内の光路差分布が色分けされて表示され光路差分布図
を得ることができる。たとえば第２図に示すように被検
体（］０）の像（１１）中に、黒く表示された縞（１２
）、赤く表示された縞（１３）、緑色の縞（１４）、黄
色の縞（１５）があり、黒い縞（１２）は光路差Ｏ１赤
い縞（１３）は光路差５ｎａ＋、緑の縞（１４）は光路
差１０ｎｍ、黄色の縞（１５）は光路差−５ｎｍのそれ
ぞれ等高線を示す。

つぎに上記画像を得るための画像処理方法について第３
図にもとづき説明する。（１６）は第２の偏　゛先板０
の保持枠（８）に組込まれてあらかじめ設定されたいく
つかの角度値０を検出し、その角度情報を伝送線（１７
）を介して画像取り込み制御インターフェース（１８）
へ送る角度指示信号発生装置である。

撮像器■によって撮像された被検体（１０）の光弾性像
は、第２の偏光板０があらかじめ設定された角度値にあ
る時、伝送線（１９）および取り込み制御インターフェ
ース（１８）を経て画像メモリーバンク（２０）へ送ら
れ偏光板０の角度値に対応して設定された画像メモリー
（２１）に取り込まれる。

次に偏光板０が他の設定角度まで回転した時の像は、上
記同様に次の画像メモリー（２２）に取り込まれる。こ
の操作の繰り返えしによって、いくつかの角度値に対応
する画像がそれぞれ（２３）　（２４）・・・に取り込
まれる。そしてこれら一連の取り込み操作はマイクロプ
ロセッサ−を有するコンピュータ（２５）が、伝送線（
２６）を介して取り込み制御インターフェイス（１８）
を制御・駆動させることにより行なうことができる。

上述したように必要な回数だけ取り込み操作が行なわれ
たのちに表示が行なわれる。すなわち、コンピュータ（
２５）内のフレーム周期を発生する部分（２７）からの
信号により、画像メモリーの読み出し制御インターフェ
イス（２８）が各フレーム周期ごとに画像メモリー（２
１）　（２２）・・・内の像を読み出し、輝度反転した
のち表示制御部（２９）へ送る。またこの表示制御部（
２９）は読み出し制御インターフェイス（２８）から伝
送線（３０）を介して読み出しメモリーに対応した色の
指示を受けるので、各メモリー内の画像の反転像をそれ
ぞれ異なる色で画像表示装置（３１）の画面上に現出さ
せることができる。このようなサイクルは数分の一秒で
終了し、サイクルが終了すればまた同じサイクルを繰り
返えすことができるので、肉眼には数個の色縞が互いに
重ね合わされることなく被検体の光弾性機内を埋めてい
るように見える。そして各色縞は一つの光路差の等同線
を表現しており、またこの光路差の値およびこの値と色
との関係はシステムの設定時に任意に定めることができ
る。

このように光弾性像に光路差の等同線を最小で５ｎｏ＋
、またはそれ以上の任意の間隔で設定し得ることができ
る。また等間隔でなく数個の任意の離散的な値の等高線
群を描くことができるので、被検体の応力分布を詳細か
つ明瞭に知ることができる。

第４図は画像メモリーの他の実施例を示す。第２の偏光
板０の回転角度にｌの時の反転像を画像メモリー（３２
）に、に２の時は（３３）、Ｋ３の時は（３４）に入れ
る。次に角度に４の時の反転像は（３２）と（３３）に
、Ｋ５の時は（３３）と（３４）に、Ｋ６の時は（３４
）と（３２）に入れる。各メモリーの第２回の読み込み
時には第１回の読み込みを消さずに重ねることにする。

読み出しと表示は画像メモリー（３２）の像は赤、（３
３）は緑、（３４）は藍とする。このようにすると、第
２の偏光板０の回転角度Ｋｌ、　Ｋ２・・・Ｋ６に対応
する縞はそれぞれ赤、緑、藍、黄、シアン、紫色として
表わすことができる。

〔発明の効果〕

本発明は以上詳述したように、光弾性装置において保持
枠を介して回転可能な第２の偏光板を設け、またこの光
路上に光弾性像の撮像器を設けるとともに、保持枠には
偏光板の角度を検出して指示する指示信号発生装置を組
込み、かつコンピュータ操作により検出角度に対応した
画像メモリーへの取り込みおよびこれらを色分けして読
み出し表示装置へ光路差の等高線群として表示してなる
光弾性装置の画像処理方法であるから、光路差が１波長
に比べて低いような光弾性像においても。

等同線を間隔が最小５ｎｍまで縮めて詳細に描くことが
できるので、特にガラス製品に適用してその応力分布を
詳細かつ明瞭に認知し得て、すこぶる効果的になるすぐ
れた利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示し、第１図
は光学系の説明図、第２図は彩色等高線の状態図、第３
図は画像処理系統を示す説明図、第４図は他の実施例を
示す画像メモリーの使用説明図であり、第５図および第
６図は従来例を示し。第５図は円偏光法の説明図、第６図は等同線の状態図で
ある。（９）・・・光弾性装置、　　　　■・・・単色光源。（イ）・・・第１の偏光板、　　　■・・・１／４波長
板、０・・・第２の偏光板、　　　■−・・・撮像器、
（８）・・・保持枠、　　　　　　（９）・・・角度値
、（１０）・・・被検体、　。（２１）（２２）　（２３）　（２４）・・・画像メモ
リー、（２５）・・・コンピュータ、　　（３１）・・
・画像表示装置。

Claims

【特許請求の範囲】

単色光源から発する光を直線偏光する第１の偏光板、１
／４波長板および保持枠を介して回転可能に保持された
第２の偏光板からなる光弾性装置において、第１の偏光
板と１／４波長板との間に挿入された被検体の光弾性像
を撮像する撮像器を付設し、上記保持枠には偏光板の回
転角度は検出し、かつ角度値の指示信号発生装置が設け
られており、コンピュータ操作により上記撮像器により
撮像された光弾性像を上記指示信号に対応して選択され
た画像メモリーに取り込み、この操作がすべての角度値
について終了したのち、画像メモリーから順次読み出し
、かつそれぞれに対応する彩色が施こされて画像表示装
置に表示するようにしたことを特徴とする光弾性装置の
画像処理方法。