WO2020246461A1 - ひずみ計測装置及びひずみ計測方法 - Google Patents

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WO2020246461A1
WO2020246461A1 PCT/JP2020/021757 JP2020021757W WO2020246461A1 WO 2020246461 A1 WO2020246461 A1 WO 2020246461A1 JP 2020021757 W JP2020021757 W JP 2020021757W WO 2020246461 A1 WO2020246461 A1 WO 2020246461A1
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strain
stress
image
luminescent material
stimulated luminescent
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PCT/JP2020/021757
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English (en)
French (fr)
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徐　超男
智哉 津田
智生 篠山
山本　聡
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国立研究開発法人産業技術総合研究所
株式会社島津製作所
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
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    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/70—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light mechanically excited, e.g. triboluminescence

Definitions

  • the present disclosure relates to a strain measuring device and a strain measuring method for measuring the strain of a stress-stimulated luminescent material based on the luminescence phenomenon of the stress-stimulated luminescent material.
  • a technique for analyzing the strain of a sample or structure coated or mixed with a stress-stimulated luminescent material by measuring the strain of the stress-stimulated luminescent material based on the light-emitting phenomenon of the stress-stimulated luminescent material.
  • a stress luminescent material is a member that emits energy to emit light when the energy state is increased, and emits light according to the stress generated inside when a mechanical force is applied from the outside. Since there is a correlation between the emission intensity (luminance) of the stress luminescent material and the amount of strain, it is possible to image the stress luminescent material with an imaging device such as a camera and measure the strain of the stress luminescent material from the brightness of the stress luminescent material. ..
  • Patent Document 1 provides a stress-stimulated luminescent analyzer capable of accurately analyzing the strain pattern (strain amount and strain rate) of a stress-stimulated luminescent material based on such a light-emitting phenomenon of the stress-stimulated luminescent material. Disclose.
  • this mechanoluminescent analyzer when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material, the light (stressed luminescence) emitted by the stress-stimulated luminescent material is detected by a detection device such as a camera. Then, the light emission pattern of the stress luminescence is specified, and the strain pattern of the stress luminescent body is calculated from the specified light emission pattern. The calculated strain pattern is output to a display device and displayed (see Patent Document 1).
  • the strain generated in the stress luminescent material depends not only on the magnitude of the light (stress luminescence) emitted by the stress luminescent material when a force is applied to the stress luminescent material, but also on the time change rate of the stress luminescent material. For example, the greater the time-varying rate of stress luminescence (the greater the time-varying rate of force applied to the stress-stimulated luminescent material), the smaller the strain of the stress-stimulated luminescent material can be. Therefore, it may not be possible to sufficiently analyze the strain such as the state of occurrence of the strain simply by displaying the strain of the stress-stimulated luminescent material on the display device.
  • the present disclosure has been made to solve such a problem, and an object of the present disclosure is a strain measuring device and a strain measuring method capable of presenting information for sufficiently analyzing the strain of a stress-stimulated luminescent material to a user. Is to provide.
  • the strain measuring device in the present disclosure is a strain measuring device that measures the strain of the stress mechanoluminescent body based on the light emitting phenomenon of the stress mechanoluminescent body, and includes a detecting device, a processing device, and a display device.
  • the detection device is configured to detect the light emitted by the stress-stimulated luminescent material.
  • the processing apparatus is configured to calculate the strain of the stress-stimulated luminescent material when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material based on the light-emitting pattern of the stress-stimulated luminescent material when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material.
  • the display device is configured to display in parallel a luminescence image showing the distribution of the emission of the stress-stimulated luminescent material detected by the detection device and a strain image showing the strain distribution of the stress-stimulated luminescent material calculated by the processing device. Will be done.
  • the strain measurement method in the present disclosure is a strain measurement method for measuring the strain of a stress-stimulated luminescent material based on the light-emitting phenomenon of the stress-stimulated luminescent material, and emits light from the stress-stimulated luminescent material when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material.
  • a step of acquiring a pattern, a step of calculating the strain of the stress-stimulated luminescent material when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material based on the acquired light-emitting pattern, and a luminescent image showing the distribution of the luminescence of the stress-stimulated luminescent material. Includes a step of displaying the calculated strain image showing the strain distribution of the mechanoluminescent material in parallel on the display device.
  • the strain of the stress-stimulated luminescent material depends on the magnitude of the light (stress-stimulated luminescence) emitted by the stress-stimulated luminescent material and the time-varying rate of the stress-stimulated luminescence, the strain is assumed depending on how the force is applied to the stress-stimulated luminescent material. It may be different.
  • the luminescent image of the stress luminescent material and the strain image are displayed in parallel. Therefore, when the strain shown in the strain image is different from the assumption, the luminescent image indicates the luminescent state. It is possible to analyze the strain while referring to. As described above, according to the strain measuring device and the strain measuring method, it is possible to present the user with information for sufficiently analyzing the strain of the stress-stimulated luminescent material.
  • the display device may be configured to synchronize the luminescent image and the distorted image and display them in parallel.
  • the display device may be configured to display the integrated strain image in which the strain images are integrated in parallel with the luminescent image.
  • the integrated strain image contains information on past strains, it can be useful information for analyzing strains, but it is difficult to grasp the timing when strains occur.
  • this strain measuring device since the light emitting image is displayed in parallel with the integrated strain image, it is possible to confirm the strain history by the integrated strain image while checking the light emitting state from moment to moment by the light emitting image.
  • the display device may be configured to display the integrated luminescent image in which the luminescent images are integrated in parallel with the distorted image.
  • the display device is configured so that at least one of the operations of enlargement, reduction, and movement of the display target can be input in at least one of the luminescent image and the distorted image, and the display corresponding to the above operation is performed in both the luminescent image and the distorted image. May be performed in conjunction with each other.
  • the processing device is configured to further calculate the stress of the stress luminescent material from the strain, and the display device displays a stress image showing the stress distribution of the stress luminescent material in parallel with the luminescent image instead of the strain image. It may be configured as follows.
  • the user can confirm the stress distribution of the stress luminescent material while referring to the luminescent state of the stress luminescent material from the luminescent image.
  • the strain measuring device and the strain measuring method in the present disclosure it is possible to present to the user information for sufficiently analyzing the strain of the stress-stimulated luminescent material.
  • FIG. 2 It is a flowchart which shows an example of the procedure of the strain amount calculation process executed in step S130 of FIG. It is a flowchart explaining the derivation method of the strain calculation model for calculating the strain of a stress luminescent material.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the data structure of the distortion image DB in Embodiment 2.
  • FIG. 2 It is a figure which shows an example of the display configuration of the display device in Embodiment 2.
  • It is a flowchart which shows an example of the procedure of the integrated image display processing for displaying the integrated strain image on a display device.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a strain measuring device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • This strain measuring device measures the strain of the stress-stimulated luminescent material based on the luminescence phenomenon of the stress-stimulated luminescent material.
  • the stress luminescent material is an object that emits light when energy is applied from the outside, and is typically powdery ceramic fine particles to which europium-added strontium aluminate, manganese-added zinc sulfide, or the like is added. By impregnating the powdery fine particles in a paint and applying them to an object, for example, the fine particles at the stressed portion emit light, and the strain is measured from the light emission intensity (luminance).
  • the strain measuring device 10 includes a light source 20, an imaging device 30, a processing device 40, a storage device 50, and a display device 60.
  • the light source 20 generates excitation light for exciting the stress-stimulated luminescent material.
  • the stress-stimulated luminescent material is excited to a predetermined state by being irradiated with excitation light.
  • it is effective to irradiate the stress luminescent material with excitation light to raise the energy state, and the stress luminescent material is subjected to an external force.
  • the stress-stimulated luminescent material is irradiated with excitation light by the light source 20 before adding.
  • the irradiation energy and irradiation time of the excitation light by the light source 20 are constant.
  • the stress-stimulated luminescent material is excited to a constant state.
  • an LED Light Emitting Diode
  • the image pickup device 30 is a device for capturing the light emitted by the stress luminescent material.
  • the image pickup apparatus 30 detects the emission intensity of the stress-stimulated luminescent material and outputs the brightness corresponding to the emission intensity to the processing apparatus 40.
  • the image pickup device 30 corresponds to a "detection device” that detects the light emitted by the stress luminescent material.
  • the detected emission intensity may be converted into brightness by the processing device 40.
  • a CCD (Charge Coupled Device) camera can be used for the image pickup device 30, for example.
  • the processing device 40 includes a CPU (Central Processing Unit) 42, a memory 44, and an input / output buffer 46 for inputting / outputting various signals.
  • the CPU 42 expands and executes a program stored in an external storage device (may be a storage device 50) such as a hard disk or a solid state disk in the memory 44.
  • the program stored in the external storage device is a program in which the processing procedure of the processing device 40 is described.
  • the processing device 40 executes various controls in the strain measuring device 10 according to these programs. This control is not limited to software processing, but can also be processed by dedicated hardware (electronic circuit). The main processes executed by the processing device 40 will be described in detail later.
  • the storage device 50 stores the data of the image (emission image of the stress luminescent material) captured by the imaging device 30 and the data of the image (strain image) showing the strain distribution of the stress luminescent material calculated by the processing device 40. To do. Further, the storage device 50 stores a strain calculation model for calculating the strain amount of the stress luminescent material.
  • a storage device for storing image data and a storage device for storing the strain calculation model may be provided separately.
  • a hard disk, a solid state disk, or the like can be used.
  • the display device 60 is a display that displays a luminescent image, a strain image, or the like of the stress luminescent material.
  • the display device 60 receives data of a light emitting image or a distorted image from the storage device 50 and displays it according to a user's instruction.
  • the display device 60 is composed of, for example, a display including a touch panel that can be operated by the user.
  • the strain measuring device 10 according to the first embodiment, the luminescent image of the stress luminescent material and the strain image are displayed in parallel on the display device 60 in synchronization. This point will be described in detail later.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a stress-stimulated luminescent material applied to a sample.
  • the stress-stimulated luminescent material 100 is applied to the sample 110 by, for example, an airbrush or a brush in the state of a paint.
  • the central round portion is a hole formed in the sample 110 and the stress-stimulated luminescent material 100.
  • the stress-stimulated luminescent material 100 may be mixed with a resin or the like and attached to the sample 110.
  • the stress-stimulated luminescent material 100 is applied to the sample 110 in the state of a paint as shown in FIG. 2, and the strain of the stress-stimulated luminescent material 100 when a tensile force is applied to the sample 110 (and by extension, the sample 110). Strain) shall be measured.
  • FIG. 3 is a diagram showing a transition example of the brightness of the stress-stimulated luminescent material 100 imaged by the imaging device 30. Since the brightness is proportional to the emission intensity of the stress luminescent body 100, this figure shows the transition of the emission intensity of the stress luminescent body 100. Further, in this figure, the brightness corresponding to one pixel of the image pickup apparatus 30 is shown. That is, this figure shows the transition of the light emission intensity (luminance) of the portion corresponding to one pixel of the image pickup apparatus 30.
  • the stress mechanoluminescent body 100 emits energy by emitting light, and the brightness decreases with the passage of time.
  • the tensile force as shown in FIG. 2 is applied to the sample 110, so that an external force (mechanical energy) is applied to the stress-stimulated luminescent material 100.
  • the force applied to the sample 110 does not plastically deform the sample 110, but elastically deforms the sample 110. That is, when the tensile force is applied and the strain is generated, the sample 110 returns to the state before the force is applied when the force is removed.
  • stress luminescence When an external force is applied, the emission intensity of the stress luminescent material 100 increases and the brightness increases (solid line k1).
  • luminescence caused by stress generated by receiving an external force may be referred to as “stress luminescence”, and an increase in brightness due to stress luminescence may be referred to as “stress luminescence amount (luminance)”.
  • the dotted line k2 shows the transition of the brightness when no tensile force is applied to the sample 110, that is, when no external force is applied to the stress mechanoluminescent body 100.
  • the dotted line k2 indicates the amount of afterglow (luminance) of the stress-stimulated luminescent material 100.
  • FIG. 4 is a diagram showing changes in the amount of mechanoluminescent material 100.
  • the stress luminescence amount is obtained by subtracting the afterglow amount (luminance) from the total luminescence amount (luminance) when an external force is applied to the stress luminescent material 100, and is a solid line based on the dotted line k2 shown in FIG. Corresponds to the transition of k1.
  • FIG. 5 is a diagram qualitatively showing the relationship between the magnitude of the amount of mechanoluminescent stress and the strain of the mechanoluminescent material 100.
  • the horizontal axis represents the amount of stress luminescence (luminance), and the vertical axis represents the strain of the stress luminescent material 100.
  • the strain of the luminescent material 100 is also large.
  • FIG. 6 is a diagram qualitatively showing the relationship between the time change rate of the amount of mechanoluminescent stress and the strain of the mechanoluminescent material 100.
  • the horizontal axis represents the luminance change rate, which is the temporal change rate of the mechanoluminescent amount
  • the vertical axis represents the strain of the mechanoluminescent body 100.
  • the strain of the stress-stimulated luminescent material 100 depends not only on the magnitude of the stress-stimulated luminescent amount but also on the time change rate of the stress-stimulated luminescent amount. Therefore, for example, using a standard sample coated with a stress-stimulated luminescent material, the relationship between the emission pattern (magnitude of stress-stimulated luminescence and the rate of change over time) and strain when a force is applied to the standard sample under various conditions is examined. It is possible to calculate the strain of the stress-stimulated luminescent material 100 from the light-emitting pattern when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material 100 by obtaining it in advance and using the relationship.
  • the strain of the stress-stimulated luminescent material 100 depends not only on the magnitude of the stress-stimulated luminescent amount but also on the time-varying rate of the stress-stimulated luminescent amount. For example, the larger the time-changing rate (given to the stress luminescent material 100) The greater the rate of change in force over time), the smaller the strain can be. Therefore, the strain may differ from the assumption depending on how the force is applied to the stress-stimulated luminescent material 100. Therefore, it may not be possible to sufficiently analyze the strain, such as the occurrence status of the strain, simply by displaying the strain on the display device.
  • the luminescent image of the stress luminescent material 100 and the strain image are displayed in parallel on the display device 60 in synchronization with each other. This makes it possible to analyze the strain while referring to the state of mechanoluminescence from the mechanoluminescent image, for example, when the strain shown in the strain image is different from the assumption.
  • the display of the light emission image and the distorted image on the display device 60 will be described in detail.
  • FIG. 7 is a block diagram functionally showing the configuration of the processing device 40. Note that the light source 20 is not shown in FIG. 7. With reference to FIG. 7, the processing apparatus 40 includes a strain calculation unit 122 and a display control unit 124.
  • the strain calculation unit 122 acquires a luminescent image of the stress luminescent material 100, which is captured moment by moment by the imaging device 30, from the imaging device 30. Then, the strain calculation unit 122 stores the acquired mechanoluminescent image as a mechanoluminescent image for a predetermined period before and after the mechanoluminescence (for example, from a little before the time t1 in FIG. 3 until the mechanoluminescence disappears). Output to 50.
  • the stress luminescence images output to the storage device 50 are numbered in chronological order and stored in the stress luminescence image DB 52 of the storage device 50.
  • the strain calculation unit 122 calculated and calculated the mechanoluminescence pattern (the magnitude of the mechanoluminescence amount and the time change rate) for each pixel by using the mechanoluminescence image stored in the mechanoluminescence image DB 52.
  • the strain of the stress-stimulated luminescent material 100 is calculated based on the light-emitting pattern.
  • the strain calculation unit 122 uses a standard sample in which the coating amount (thickness) of the stress-stimulated luminescent material is uniformly configured to obtain in advance the relationship between various light-emitting patterns and strain, and the storage device 50 (FIG.
  • the strain of the stress-stimulated luminescent material 100 is calculated from the light-emitting pattern when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material 100 by storing it in 1) and using the relationship.
  • the strain calculation unit 122 outputs a strain image showing the strain distribution calculated for each pixel to the storage device 50.
  • the strain images output to the storage device 50 are numbered in chronological order in the same manner as the mechanoluminescent images and stored in the strain image DB 54 of the storage device 50.
  • the display control unit 124 synchronizes the stress luminescence image stored in the stress luminescence image DB 52 with the strain image stored in the strain image DB 54 and outputs the strain image to the display device 60.
  • the display device 60 can instruct the user to indicate which image of the series of time-series strain images stored in the strain image DB 54 is to be displayed, and the display control unit 124 Reads the strain image instructed by the display device 60 from the strain image DB 54 and outputs it to the display device 60, and reads the stress luminescence image synchronized with the strain image from the stress luminescence image DB 52 and outputs it to the display device 60.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a display configuration of the display device 60.
  • the display device 60 includes a light emitting image display unit 62, a distorted image display unit 66, and a display bar 70.
  • the mechanoluminescent image display unit 62 displays the stress-stimulated luminescent image received from the processing device 40.
  • the distorted image display unit 66 displays a distorted image received from the processing device 40.
  • the light emitting image display unit 62 and the distorted image display unit 66 are arranged in parallel.
  • the display bar 70 is an operation unit for the user to select a strain image to be displayed on the strain image display unit 66 from a series of time-series strain images stored in the strain image DB 54 of the storage device 50.
  • the display bar 70 is configured so that the pointer 72 can be operated by the user, and the display device 60 outputs a signal corresponding to the position of the pointer 72 on the display bar 70 to the processing device 40.
  • the processing device 40 that receives the above signal from the display device 60 reads and reads the strain image corresponding to the signal and the mechanoluminescent image synchronized with the strain image from the strain image DB 54 and the mechanoluminescent image DB 52 of the storage device 50, respectively.
  • the distorted image and the mechanoluminescent image are output to the display device 60.
  • the strain image and the stress-stimulated luminescent image corresponding to the position of the pointer 72 on the display bar 70 are displayed on the strain image display unit 66 and the luminescence image display unit 62, respectively.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a procedure of synchronous display processing of the stress luminescence image and the strain image executed by the processing device 40.
  • the series of processes shown in this flowchart are repeatedly executed at predetermined time intervals.
  • the processing device 40 determines whether or not the display bar 70 has been operated (step S10). Whether or not the display bar 70 is operated is determined based on the signal from the display device 60. When the display bar 70 is not operated (NO in step S10), the processing device 40 shifts the processing to the return without executing the subsequent series of processing. In this case, if the image is displayed on the display device 60, the display is maintained.
  • step S10 When it is determined that the display bar 70 has been operated in step S10 (YES in step S10), the processing device 40 acquires the display image No. corresponding to the position of the pointer 72 on the display bar 70 (step S20).
  • the display image No. is associated with each other in advance according to the position of the pointer 72 on the display bar 70.
  • the processing device 40 acquires the strain image corresponding to the display image No. from the strain image DB 54 of the storage device 50 (step S30).
  • the strain images stored in the strain image DB 54 are numbered in chronological order, and the strain image having the data No. corresponding to the display image No. is read from the strain image DB 54.
  • the processing apparatus 40 acquires a stress-luminescent image synchronized with the acquired strain image from the stress-stimulated luminescent image DB 52 (step S40).
  • the stress-luminescent image stored in the stress-luminescent image DB 52 and the strain image stored in the strain image DB 54 are associated with each other in chronological order, and the processing apparatus 40 converts the strain image acquired in step S30 into the strain image.
  • the corresponding mechanoluminescent image is acquired from the mechanoluminescent image DB 52.
  • the processing device 40 outputs the strain image acquired in step S30 and the stress mechanoluminescent image acquired in step S40 to the display device 60 (step S50).
  • the strain image indicated by the display bar 70 and the stress-stimulated luminescent image synchronized with the strain image are displayed in parallel on the display device 60.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating the details of the strain calculation process for calculating the strain of the stress luminescent material 100. The process shown in this flowchart is executed for each pixel of the image pickup apparatus 30.
  • the processing apparatus 40 first executes an afterglow data acquisition process for acquiring data on the amount of afterglow of the stress luminescent material 100 (step S110).
  • an afterglow data acquisition process for acquiring data on the amount of afterglow of the stress luminescent material 100 (step S110). The details of the afterglow data acquisition process will be described later with reference to FIG.
  • the processing apparatus 40 executes a stress luminescence data acquisition process for acquiring data (stress luminescence data) of the amount of luminescence when a force is applied to the stress luminescent body 100 by applying a tensile force to the sample 110 (stress luminescence data acquisition process). Step S120). The details of the stress luminescence data acquisition process will be described later with reference to FIG.
  • the processing device 40 executes a strain amount calculation process for calculating the strain amount of the stress luminescent material 100 from the afterglow amount data acquired in step S110 and the stress mechanoluminescent data acquired in step S120 (step). S130).
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of the procedure of the afterglow data acquisition process executed in step S110 of FIG. Since the strain calculation process of FIG. 10 is executed for each pixel of the image pickup apparatus 30 as described above, the process shown in this flowchart is also executed for each pixel of the image pickup apparatus 30.
  • the processing apparatus 40 controls the light source 20 so as to irradiate the stress luminescent material 100 with excitation light from the light source 20 (step S210). Then, the processing device 40 determines whether or not a predetermined time has elapsed from the start of irradiation of the excitation light (step S220). This predetermined time is the time required for the stress luminescent body 100 to be raised to a predetermined energy state by the excitation light, and is determined by, for example, the intensity of the excitation light output from the light source 20 and the type of the stress luminescent body 100. To.
  • step S220 When it is determined in step S220 that the predetermined time has elapsed (YES in step S220), the processing device 40 controls the light source 20 so as to end the irradiation of the excitation light from the light source 20 to the stress luminescent material 100 (YES in step S220). Step S230).
  • the acquisition of the afterglow data is started. Specifically, the light emitting intensity of the stress-stimulated luminescent material 100 is detected by the imaging device 30 every exposure time (for example, 100 milliseconds) of the imaging device 30, and the brightness corresponding to the light emitting intensity is output to the processing device 40.
  • the processing device 40 determines whether or not a predetermined time has elapsed from the end of irradiation of the excitation light (step S240).
  • This predetermined time is the time required for the amount of afterglow from the stress luminescent body 100 to decrease to a specified level, and is determined by, for example, the excited state of the stress luminescent body 100 by the excitation light and the type of the stress luminescent body 100. ..
  • step S240 When it is determined in step S240 that the predetermined time has elapsed (YES in step S240), the processing apparatus 40 processes the luminance data (afterglow data) from the end of irradiation of the excitation light in time series together with the elapsed time from the end of irradiation. Is stored in the storage device 50 (step S250). As described above, since the series of processes shown in FIG. 11 is executed for each pixel of the imaging device 30, afterglow data is also acquired for each pixel and stored in the storage device 50.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the procedure of the stress luminescence data acquisition process executed in step S120 of FIG. The process shown in this flowchart is also executed for each pixel of the image pickup apparatus 30 in the same manner as the afterglow data acquisition process shown in FIG.
  • steps S310 to S330 are the same as the processes of steps S210 to S230 shown in FIG. 11, respectively.
  • step S330 the acquisition of the stress luminescence data is started. Specifically, the emission intensity of the stress-stimulated luminescent material 100 is detected by the image pickup device 30 every exposure time (for example, 100 milliseconds) of the image pickup device 30, and the brightness corresponding to the emission intensity is output to the processing device 40 in chronological order. Will be done.
  • the processing device 40 determines whether or not a predetermined time has elapsed from the end of the irradiation of the excitation light (step S340).
  • This predetermined time defines the timing of applying an external force to the stress-stimulated luminescent material 100, and corresponds to the time from time t0 to t1 shown in FIG.
  • step S340 When it is determined in step S340 that the predetermined time has elapsed (YES in step S340), the processing apparatus 40 applies an external force to the stress luminescent material 100 by applying a force (for example, a tensile force) to the sample 110.
  • a force for example, a tensile force
  • the process is executed (step S350).
  • the external force is applied during the time ⁇ t corresponding to the times t1 to t2 shown in FIG.
  • the processing device 40 determines whether or not a predetermined time has elapsed since the external force was applied (step S360).
  • This predetermined time is the time required for the brightness of the stress-stimulated luminescent material 100 to decrease to a specified level.
  • step S360 When it is determined in step S360 that the predetermined time has elapsed (YES in step S360), the processing apparatus 40 processes the luminance data (mechanoluminescent data) from the end of irradiation of the excitation light in time series together with the elapsed time from the end of irradiation. Is stored in the storage device 50 (step S370). As described above, since the series of processes shown in FIG. 12 is executed for each pixel of the image pickup apparatus 30, the stress luminescence data is also acquired for each pixel and stored in the storage device 50.
  • luminance data mechanoluminescent data
  • FIG. 13 is a flowchart showing an example of the procedure of the strain amount calculation process executed in step S130 of FIG. The process shown in this flowchart is also executed for each pixel of the image pickup apparatus 30 in the same manner as the above-mentioned afterglow data acquisition process (FIG. 11) and stress luminescence data acquisition process (FIG. 12).
  • the processing apparatus 40 has the mechanoluminescent data (luminance) acquired by the mechanoluminescent data acquisition process (FIG. 12) and the afterglow data (afterglow data (FIG. 11) acquired by the afterglow data acquisition process (FIG. 11).
  • the counter i for reading the brightness) from the storage device 50 in chronological order is set to 1 (step S410).
  • the processing device 40 stores the i-th mechanoluminescent data (brightness) acquired by the mechanoluminescent data acquisition process and the i-th afterglow data (brightness) acquired by the afterglow data acquisition process.
  • the difference between the mechanoluminescent data and the afterglow data is calculated by reading from (step S420).
  • the processing device 40 calculates the rate of change (difference from the previous value) of the mechanoluminescent amount calculated in step S420 (step S430).
  • the rate of change is 0.
  • the processing device 40 calculates the strain stored in the storage device 50 based on the acquired mechanoluminescent pattern (the magnitude of the mechanoluminescent amount calculated in step S420 and the brightness change rate calculated in step S430).
  • the strain amount is calculated using the model (step S440).
  • the strain calculation model defines the relationship between the emission pattern of the stress-stimulated luminescent material and the strain.
  • the strain calculation model is obtained in advance using a standard sample and stored in the storage device 50 prior to the strain measurement of the stress luminescent material 100. The method of deriving the strain calculation model will be described later with reference to FIG.
  • the processing device 40 stores the calculated strain amount in the storage device 50 (step S450). After that, the processing device 40 determines whether or not the stress luminescence data and the afterglow data are completed, and if uncalculated data still remains (NO in step S460), the counter i is counted up (step). S470), the process is returned to step S420. If no uncalculated data remains (YES in step S460), the process is transferred to the end.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of deriving a strain calculation model for calculating the strain of the stress luminescent material 100. The process shown in this flowchart is executed in advance before the strain calculation process shown in FIG. 10 is executed, and the derived strain calculation model is used in step S440 of FIG.
  • a standard sample coated with a stress-stimulated luminescent material is prepared (step S510).
  • the coating amount (thickness) of the stress-stimulated luminescent material is uniformly configured.
  • step S520 afterglow data indicating the amount of afterglow of the standard sample is acquired.
  • the afterglow data is acquired by the same procedure as the afterglow data acquisition process in step S110 of FIG.
  • steps S530 to S550 when an external force is applied to the stress-stimulated luminescent material by, for example, applying a tensile force to the standard sample, the strain actually generated in the stress-stimulated luminescent material is measured.
  • the processing of steps S530 to S550 is carried out in a plurality of patterns by changing the speed at which the force is applied (tensile speed of the standard sample).
  • step S530 an external force is applied to the stress-stimulated luminescent material by pulling the standard sample with a certain tensile force, and stress-stimulated luminescence data indicating the amount of luminescence of the stress-stimulated luminescent material is acquired.
  • the acquisition of the stress luminescence data is performed by the same procedure as the stress luminescence data acquisition process shown in FIG. It should be noted that this mechanoluminescent data does not need to be acquired for each pixel of the imaging device 30 like the afterglow data, and may be an average value of all pixels, or the mechanoluminescent data based on a certain pixel is used as a representative value. May be good.
  • step S540 the mechanoluminescence pattern (stress luminescence amount and brightness change rate) is calculated using the mechanoluminescence data acquired in step S530 and the afterglow data acquired in step S520.
  • the calculation of the light emission pattern is performed by the same procedure as in steps S420 and S430 of the strain amount calculation process shown in FIG.
  • step S550 the measured value of the strain gauge (not shown) is acquired. That is, the standard sample is provided with a strain gauge for measuring the actual strain amount, and the actual strain amount when an external force is applied in step S530 is measured by the strain gauge.
  • a strain calculation model showing the relationship between the luminescence pattern (stress luminescence amount and brightness change rate) and the strain is derived using a large number of data obtained by the processes of steps S530 to S550.
  • the strain calculation model may be a regression equation based on regression analysis, or may be a map, table, or the like based on the obtained data.
  • the derived strain calculation model is stored in the storage device 50.
  • the stress-stimulated luminescent material is applied to the sample in the state of paint, but the strain can be calculated by the same method for a sample such as a resin mixed with the stress-stimulated luminescent material. .. That is, where the amount of mechanoluminescent luminescent material and the amount of afterglow (luminance) differ depending on the amount (concentration) of the mechanoluminescent material mixed in, the relationship between various luminescent patterns and strain is obtained and stored in advance using a standard sample.
  • the strain of the stress-stimulated luminescent material 100 can be calculated from the light-emitting pattern when a force is applied to the stress-stimulated luminescent material 100 to be measured by storing it in the device 50 and using the relationship.
  • the luminescent image of the stress luminescent body 100 and the distorted image are displayed in parallel in synchronization with each other, so that the user can distort while referring to the luminescent image synchronized with the distorted image. Can be analyzed. As described above, according to the first embodiment, it is possible to present the user with information for sufficiently analyzing the strain of the stress-stimulated luminescent material 100.
  • the display device is configured to be able to display an image obtained by integrating the strain images (hereinafter, also referred to as “integrated strain image”) on the strain image display unit. Since the integrated strain image contains information on past strains, it can be useful information for analyzing strains, but it is difficult to grasp the timing at which strains occur.
  • the integrated strain image when the integrated strain image is displayed, the stress luminescence image is displayed in parallel with the integrated strain image. Therefore, the integrated strain image is displayed while checking the light emitting state from moment to moment by the stress luminescence image. The strain history can be confirmed by.
  • the overall configuration of the strain measuring device according to the second embodiment is the same as that of the strain measuring device 10 shown in FIG.
  • FIG. 15 is a block diagram functionally showing the configuration of the processing device according to the second embodiment.
  • the processing apparatus 40A further includes an integration processing unit 126 in the processing apparatus 40 according to the first embodiment shown in FIG. 7.
  • the integration processing unit 126 executes a process of generating an integrated distortion image. Specifically, the integration processing unit 126 integrates the strain images until the strain image is generated for each of the time-series strain images stored in the strain image DB 54 of the storage device 50. Is generated, and the generated integrated strain image is stored in the strain image DB 54 in association with the strain image.
  • FIG. 16 is a diagram showing a data structure of the strain image DB 54 in the second embodiment.
  • the strain data is strain image data generated by the strain calculation unit 122, and data numbers for associating with data of a mechanoluminescent image (not shown) are assigned in chronological order. ..
  • the integrated strain data is the integrated strain image data generated by the integrated processing unit 126, and is associated with the strain data.
  • jpg is the strain data S1. jpg-S2. Image data obtained by integrating jpg images
  • jpg is the strain data S1. jpg-S3. It is the image data obtained by integrating the images of jpg.
  • the integration processing unit 126 when the display device 60A is required to display the integration strain image and the integration strain data has not yet been generated in the distortion image DB 54. It is executed according to the instruction from the display control unit 124.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a display configuration of the display device 60A according to the second embodiment.
  • the display device 60A further includes selection tabs 67, 68 in the display device 60 according to embodiment 1 shown in FIG.
  • the selection tabs 67 and 68 are operation units for the user to select whether to display the distortion image or the integrated distortion image on the distortion image display unit 66.
  • the selection tabs 67 and 68 are configured to be operable by the user. When the selection tab 67 is operated, the distortion image is displayed on the distortion image display unit 66, and when the selection tab 68 is operated, the distortion image is displayed. The integrated strain image is displayed on the display unit 66.
  • the display device 60A outputs a signal corresponding to the selection state of the selection tabs 67 and 68 to the processing device 40A.
  • the processing device 40A When the processing device 40A receives a signal indicating that the selection tab 67 has been selected from the display device 60A, the processing device 40A reads and displays a distorted image corresponding to the position of the pointer 72 on the display bar 70 from the distorted image DB 54 of the storage device 50. Output to device 60A.
  • the processing device 40A receives a signal indicating that the selection tab 68 has been selected from the display device 60A, if the integrated strain image has not yet been generated, the processing device 40A integrates based on the strain image in the strain image DB 54. Generate a distorted image. Then, the processing device 40A stores the generated integrated strain image in the distortion image DB 54, and outputs the integrated strain image according to the position of the pointer 72 on the display bar 70 to the display device 60A.
  • FIG. 18 is a flowchart showing an example of a procedure of integrated image display processing for displaying an integrated strain image on the display device 60A. The series of processes shown in this flowchart are repeatedly executed at predetermined time intervals.
  • the processing device 40A determines whether or not the selection tab 68 for displaying the integrated strain image on the display device 60A has been operated on the display device 60A (step S610). When it is determined that the selection tab 68 has not been operated (NO in step S610), the processing device 40A shifts the processing to the return without executing the subsequent series of processing.
  • step S610 When it is determined in step S610 that the selection tab 68 has been operated (YES in step S610), the processing device 40A confirms the strain image DB 54 of the storage device 50 and determines whether or not the integrated strain image has been generated. (Step S620). If the integrated strain image has not yet been generated (NO in step S620), the processing apparatus 40A generates an integrated strain image from the strain image stored in the strain image DB 54, and associates it with the strain image in the strain image DB 54. Store (step S630).
  • step S620 When it is determined in step S620 that the integrated strain image has been generated (YES in step S620), or when the integrated strain image is generated in step S630, the processing device 40A moves the position of the pointer 72 on the display bar 70. Acquires the display image No. corresponding to (step S640).
  • the processing device 40A acquires an integrated strain image corresponding to the display image No. from the strain image DB 54 of the storage device 50 (step S650). Then, the processing device 40A outputs the integrated strain image acquired in step S650 to the display device 60A (step S660). As a result, the integrated strain image and the mechanoluminescent image indicated by the display bar 70 are displayed in parallel on the display device 60A.
  • the integrated strain image is generated based on the strain image stored in the strain image DB 54.
  • the integrated strain image may be generated in real time and stored in the strain image DB 54.
  • the stress-luminescent image is displayed in parallel with the integrated strain image, so that the stress-luminescent image is used every moment.
  • the strain history can be confirmed by the integrated strain image while confirming the light emission state of.
  • the integrated strain image obtained by integrating the strain images can be displayed on the display device 60A, but the integrated stress luminescence image which is an image obtained by integrating the stress luminescent images may be displayed. Thereby, the light emitting state of the stress mechanoluminescent body 100 can be emphasized and displayed.
  • the "strain image” and the "integrated strain image” are read as "stress mechanoluminescent image” and "integrated mechanoluminescent image” in the second embodiment, respectively. It is possible to do so.
  • the display device 60 uses at least one of the light emitting image display unit 62 and the distorted image display unit 66 to perform at least one of enlargement, reduction, and movement of the image being displayed by using a known method. It may be configured to be inputtable. Then, when the above operation is performed on one of the light emitting image display unit 62 and the distorted image display unit 66, the display corresponding to the above operation is interlocked on both the light emitting image display unit 62 and the distorted image display unit 66. It may be done. As a result, the convenience of inputting the above operation is improved.
  • the stress luminescence image and the strain image are displayed in parallel in synchronization with each other, but a stress image showing stress may be displayed instead of the strain image. Since the stress is calculated by multiplying the strain by Young's modulus, the stress image can be easily generated from the strain image. Further, in this case, as in the second embodiment, the image obtained by integrating the stress images (integrated stress image) may be displayed on the display device.
  • step S120 of FIG. 10 the mechanoluminescent data is acquired in chronological order and all the data is temporarily stored in the storage device 50, and then in step S130, the strain amount is stored in chronological order.
  • the strain amount may be calculated at the timing when the mechanoluminescent data is acquired every moment. That is, in step S120, the processes of steps S420 to S450 of FIG. 13 may be executed every time the stress luminescence data is acquired every moment.
  • the process shown in the flowchart of FIG. 10 is executed for each pixel of the image pickup apparatus 30, but the afterglow data acquired in step S110 and the afterglow data acquired in step S120 are acquired.
  • the mechanoluminescent data to be generated may be the average value of a plurality of pixels in a region having a predetermined area. Then, using them, the strain amount may be calculated in step S130.
  • measuring device 20 light source, 30 imaging device, 40, 40A processing device, 42 CPU, 44 memory, 46 input / output buffer, 50 storage device, 60, 60A display device, 100 mechanoluminescent material, 110 sample, 122 strain calculation unit , 124 Display control unit, 126 Integration processing unit.

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Abstract

ひずみ計測装置（１０）は、撮像装置（３０）と、処理装置（４０）と、表示装置（６０）とを備える。撮像装置（３０）は、応力発光体が発する光を撮像する。処理装置（４０）は、応力発光体に力が加えられたときの応力発光体の発光パターンに基づいて、応力発光体に力が加えられたときの応力発光体のひずみを算出する。表示装置（６０）は、撮像装置（３０）により撮像された応力発光体の発光画像と、処理装置（４０）により算出された応力発光体のひずみ画像とを同期して並列表示する。

Description

ひずみ計測装置及びひずみ計測方法
　本開示は、応力発光体の発光現象に基づいて応力発光体のひずみを計測するひずみ計測装置及びひずみ計測方法に関する。
　応力発光体の発光現象に基づいて応力発光体のひずみを計測することにより、応力発光体が塗布或いは混入された試料や構造物等のひずみを解析する技術が知られている。応力発光体は、エネルギー状態が高められるとエネルギーを放出して発光する部材であり、外部から機械的な力が与えられると、内部に生じる応力に応じて発光する。応力発光体の発光強度（輝度）とひずみ量とに相関があることから、カメラ等の撮像装置で応力発光体を撮像し、応力発光体の輝度から応力発光体のひずみを計測することができる。
　特開２０１０－１９０８６５号公報（特許文献１）は、このような応力発光体の発光現象に基づいて応力発光体のひずみパターン（ひずみ量及びひずみ速度）を精度よく解析可能な応力発光解析装置を開示する。この応力発光解析装置では、応力発光体に力が加えられたときに、応力発光体が発する光（応力発光）がカメラ等の検知装置によって検知される。そして、応力発光の発光パターンが特定され、特定された発光パターンから応力発光体のひずみパターンが算出される。算出されたひずみパターンは、表示装置へ出力されて表示される（特許文献１参照）。
特開２０１０－１９０８６５号公報
　応力発光体に生じるひずみは、応力発光体に力が加えられたときに応力発光体が発する光（応力発光）の大きさに依存するとともに、応力発光の時間変化率にも依存する。たとえば、応力発光の時間変化率が大きいほど（応力発光体に与えられる力の時間変化率が大きいほど）、応力発光体のひずみは小さくなり得る。このため、応力発光体のひずみを表示装置に表示するだけでは、ひずみの発生状況等、ひずみを十分に解析できない可能性がある。
　本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、応力発光体のひずみを十分に解析するための情報を利用者に提示可能なひずみ計測装置及びひずみ計測方法を提供することである。
　本開示におけるひずみ計測装置は、応力発光体の発光現象に基づいて応力発光体のひずみを計測するひずみ計測装置であって、検知装置と、処理装置と、表示装置とを備える。検知装置は、応力発光体が発する光を検知するように構成される。処理装置は、応力発光体に力が加えられたときの応力発光体の発光パターンに基づいて、応力発光体に力が加えられたときの応力発光体のひずみを算出するように構成される。表示装置は、検知装置により検知された応力発光体の発光の分布を示す発光画像と、処理装置により算出された応力発光体のひずみの分布を示すひずみ画像とを並列して表示するように構成される。
　また、本開示におけるひずみ計測方法は、応力発光体の発光現象に基づいて応力発光体のひずみを計測するひずみ計測方法であって、応力発光体に力が加えられたときの応力発光体の発光パターンを取得するステップと、取得された発光パターンに基づいて、応力発光体に力が加えられたときの応力発光体のひずみを算出するステップと、応力発光体の発光の分布を示す発光画像と、算出された応力発光体のひずみの分布を示すひずみ画像とを、表示装置において並列して表示するステップとを含む。
　応力発光体のひずみは、応力発光体が発する光（応力発光）の大きさとともに、応力発光の時間変化率にも依存するので、応力発光体への力の加え方によっては、ひずみが想定と異なる場合もある。このひずみ計測装置及びひずみ計測方法においては、応力発光体の発光画像とひずみ画像とが並列して表示されるので、ひずみ画像に示されるひずみが想定と異なるような場合に、発光画像により発光状態を参照しつつひずみを解析することが可能となる。このように、このひずみ計測装置及びひずみ計測方法によれば、応力発光体のひずみを十分に解析するための情報を利用者に提示することができる。
　表示装置は、発光画像とひずみ画像とを同期して並列表示するように構成されてもよい。
　これにより、ひずみ画像と同期する発光画像を参照しながらひずみを解析することが可能となる。
　表示装置は、ひずみ画像が積算された積算ひずみ画像を発光画像と並列して表示するように構成されてもよい。
　積算ひずみ画像は、過去のひずみの情報を含むため、ひずみを解析するうえで有用な情報となり得る一方で、ひずみが生じたタイミングは把握しづらい。このひずみ計測装置によれば、積算ひずみ画像に発光画像が並列して表示されるので、発光画像により時々刻々の発光状態を確認しつつ、積算ひずみ画像によりひずみの履歴を確認することができる。
　また、表示装置は、発光画像が積算された積算発光画像をひずみ画像と並列して表示するように構成されてもよい。
　これにより、応力発光体の発光状態を強調して表示することができる。
　表示装置は、発光画像及びひずみ画像の少なくとも一方において、表示対象の拡大、縮小及び移動の少なくともいずれかの操作を入力可能に構成され、発光画像及びひずみ画像の双方において、上記操作に応じた表示を連動して行なうようにしてもよい。
　このような構成により、利用者は、表示対象の拡大、縮小、又は移動の操作を行なう場合に、発光画像及びひずみ画像の一方で上記操作を行なうことにより両画像において操作に対応した表示が行なわれるので、上記操作の入力の利便性が向上する。
　処理装置は、ひずみから応力発光体の応力をさらに算出するように構成され、表示装置は、ひずみ画像に代えて、応力発光体の応力の分布を示す応力画像を発光画像と並列して表示するように構成されてもよい。
　これにより、利用者は、発光画像により応力発光体の発光状態を参照しながら、応力発光体の応力の分布を確認することができる。
　本開示におけるひずみ計測装置及びひずみ計測方法によれば、応力発光体のひずみを十分に解析するための情報を利用者に提示することができる。
本開示の実施の形態１に従うひずみ計測装置の全体構成を示す図である。 試料に塗布された応力発光体の一例を示す図である。 撮像装置により撮像された応力発光体の輝度の推移例を示す図である。 応力発光体の応力発光量の推移を示す図である。 応力発光量の大きさと応力発光体のひずみとの関係を定性的に示す図である。 応力発光量の時間変化率と応力発光体のひずみとの関係を定性的に示す図である。 処理装置の構成を機能的に示すブロック図である。 表示装置の表示構成の一例を示す図である。 処理装置により実行される応力発光画像とひずみ画像との同期表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。 応力発光体のひずみを算出するひずみ算出処理の詳細を説明するフローチャートである。 図１０のステップＳ１１０において実行される残光データ取得処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１０のステップＳ１２０において実行される応力発光データ取得処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１０のステップＳ１３０において実行されるひずみ量算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。 応力発光体のひずみを算出するためのひずみ算出モデルの導出方法を説明するフローチャートである。 実施の形態２における処理装置の構成を機能的に示すブロック図である。 実施の形態２におけるひずみ画像ＤＢのデータ構成を示す図である。 実施の形態２における表示装置の表示構成の一例を示す図である。 表示装置に積算ひずみ画像を表示するための積算画像表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
　［実施の形態１］
　図１は、本開示の実施の形態１に従うひずみ計測装置の全体構成を示す図である。このひずみ計測装置は、応力発光体の発光現象に基づいて応力発光体のひずみを計測する。応力発光体は、外部からエネルギーが与えられると発光する物体であり、代表的には、ユウロピウム添加アルミン酸ストロンチウムや、マンガン添加硫化亜鉛等を添加した粉末状のセラミック微粒子である。この粉末状の微粒子をたとえば塗料に含ませて対象物に塗布することにより、応力が生じた箇所の微粒子が発光し、その発光強度（輝度）からひずみが計測される。
　図１を参照して、ひずみ計測装置１０は、光源２０と、撮像装置３０と、処理装置４０と、記憶装置５０と、表示装置６０とを備える。
　光源２０は、応力発光体を励起するための励起光を発生する。応力発光体は、励起光が照射されることにより所定状態に励起される。ひずみが生じた応力発光体を撮像装置３０で撮像可能な程度に発光させるためには、応力発光体に励起光を照射してエネルギー状態を高めておくことが有効であり、応力発光体に外力を加える前に光源２０により応力発光体に励起光が照射される。応力発光体の励起状態によって、応力発光体に外力を付与したときの発光強度が異なるため、光源２０による励起光の照射エネルギー及び照射時間は一定とされる。これにより、応力発光体は一定状態に励起される。光源２０には、たとえばＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）を用いることができる。
　撮像装置３０は、応力発光体が発する光を撮像するための装置である。撮像装置３０は、応力発光体の発光強度を検知し、発光強度に応じた輝度を処理装置４０へ出力する。この撮像装置３０は、応力発光体が発する光を検知する「検知装置」に相当する。なお、検知された発光強度の輝度への変換は、処理装置４０において行なってもよい。撮像装置３０には、たとえばＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）カメラを用いることができる。
　処理装置４０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）４２と、メモリ４４と、各種信号を入出力するための入出力バッファ４６とを含んで構成される。ＣＰＵ４２は、ハードディスクやソリッドステートディスク等の外部記憶装置（記憶装置５０でもよい。）に格納されているプログラムをメモリ４４に展開して実行する。外部記憶装置に格納されるプログラムは、処理装置４０の処理手順が記されたプログラムである。処理装置４０は、これらのプログラムに従って、ひずみ計測装置１０における各種制御を実行する。この制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。処理装置４０によって実行される主要な処理については、後ほど詳しく説明する。
　記憶装置５０は、撮像装置３０によって撮像された画像（応力発光体の発光画像）のデータや、処理装置４０により算出される応力発光体のひずみの分布を示す画像（ひずみ画像）のデータを記憶する。また、記憶装置５０は、応力発光体のひずみ量を算出するためのひずみ算出モデルを記憶する。画像データを記憶する記憶装置と、ひずみ算出モデルを記憶する記憶装置とは、個別に設けてもよい。記憶装置５０には、たとえばハードディスクやソリッドステートディスク等を用いることができる。
　表示装置６０は、応力発光体の発光画像及びひずみ画像等を表示するディスプレイである。表示装置６０は、ユーザの指示に従って、発光画像やひずみ画像のデータを記憶装置５０から受けて表示する。表示装置６０は、たとえば、ユーザが操作可能なタッチパネルを備えるディスプレイによって構成される。この実施の形態１に従うひずみ計測装置１０では、応力発光体の発光画像とひずみ画像とが表示装置６０において同期して並列表示される。この点については、後ほど詳しく説明する。
　図２は、試料に塗布された応力発光体の一例を示す図である。図２を参照して、応力発光体１００は、たとえば、塗料の状態にしてエアブラシや刷毛等により試料１１０に塗布される。中央の丸部は、試料１１０及び応力発光体１００に形成された孔である。なお、応力発光体１００は、樹脂等に混入させて試料１１０に貼り付ける等してもよい。
　以下では、応力発光体１００は、図２に示されるように塗料の状態にして試料１１０に塗布されるものとし、試料１１０に引張力を付与した場合の応力発光体１００のひずみ（ひいては試料１１０のひずみ）が計測されるものとする。
　図３は、撮像装置３０により撮像された応力発光体１００の輝度の推移例を示す図である。輝度は、応力発光体１００の発光強度に比例するため、この図は、応力発光体１００の発光強度の推移を表わす。また、この図では、撮像装置３０のある１画素に対応する輝度が示されている。すなわち、この図は、撮像装置３０のある１画素に対応する部位の発光強度（輝度）の推移を表わしている。
　図３を参照して、時刻ｔ０において、光源２０による励起光の照射が終了したものとする。励起光の照射が終了すると、応力発光体１００は発光することでエネルギーを放出し、時間の経過とともに輝度は低下する。
　時刻ｔ１において、図２に示したような引張力が試料１１０に付与されることにより、応力発光体１００に外力（機械的エネルギー）が付与される。なお、試料１１０に付与する力は、試料１１０を塑性変形させるものではなく、試料１１０は弾性変形をするものとする。すなわち、引張力が付与されてひずみが生じた試料１１０は、力が除去されると、力を付与する前の状態に復帰する。
　外力が付与されると、応力発光体１００の発光強度が増加し、輝度が高くなる（実線ｋ１）。なお、以下では、外力を受けて応力が生じたことによる発光を「応力発光」と称し、応力発光による輝度の増分を「応力発光量（輝度）」と称する場合がある。
　そして、時刻ｔ２において外力が除去されると、輝度は、再び時間の経過とともに低下する。なお、点線ｋ２は、試料１１０に引張力が付与されない場合、すなわち、応力発光体１００に外力が付与されない場合の輝度の推移を示す。この点線ｋ２は、応力発光体１００の残光量（輝度）を示すものである。
　図４は、応力発光体１００の応力発光量の推移を示す図である。応力発光量は、応力発光体１００に外力を付与したときの全発光量（輝度）から残光量（輝度）を差引くことによって得られ、図３に示した点線ｋ２をベースとした場合の実線ｋ１の推移に相当する。
　図４を参照して、時刻ｔ１において外力が付与されると、応力発光量が増加し、時刻ｔ２において外力が除去された後は、応力発光量は時間の経過とともに減少する。
　図５は、応力発光量の大きさと応力発光体１００のひずみとの関係を定性的に示す図である。図５において、横軸は、応力発光量（輝度）を示し、縦軸は、応力発光体１００のひずみを示す。
　図５を参照して、励起光によって応力発光体１００が一定状態に励起され、応力発光量の時間変化率（輝度変化率）が一定であるとの条件下では、応力発光量が大きいほど応力発光体１００のひずみも大きい。
　図６は、応力発光量の時間変化率と応力発光体１００のひずみとの関係を定性的に示す図である。図６において、横軸は、応力発光量の時間変化率である輝度変化率を示し、縦軸は、応力発光体１００のひずみを示す。
　図６を参照して、励起光によって応力発光体１００が一定状態に励起され、応力発光量の大きさが一定であるとの条件下では、輝度変化率が大きいほど応力発光体１００のひずみは小さい。
　図５，図６に示されるように、応力発光体１００のひずみは、応力発光量の大きさに依存するとともに、応力発光量の時間変化率にも依存する。そこで、たとえば、応力発光体が塗布された標準試料を用いて、種々の条件で標準試料に力を加えたときの発光パターン（応力発光量の大きさ及び時間変化率）とひずみとの関係を予め求めておき、その関係を用いて、応力発光体１００に力が加えられたときの発光パターンから応力発光体１００のひずみを算出することが可能である。
　上記のように、応力発光体１００のひずみは、応力発光量の大きさだけでなく応力発光量の時間変化率にも依存し、たとえば、時間変化率が大きいほど（応力発光体１００に与えられる力の時間変化率が大きいほど）、ひずみは小さくなり得る。このため、応力発光体１００への力の加え方によっては、ひずみが想定と異なる場合もある。したがって、ひずみを表示装置に表示するだけでは、ひずみの発生状況等、ひずみを十分に解析できない可能性がある。
　そこで、この実施の形態１に従うひずみ計測装置１０では、表示装置６０において、応力発光体１００の発光画像とひずみ画像とが同期して並列表示される。これにより、たとえば、ひずみ画像に示されるひずみが想定と異なるような場合に、発光画像により応力発光の状態を参照しながらひずみを解析することが可能となる。以下、表示装置６０における発光画像とひずみ画像との表示について、詳しく説明する。
　図７は、処理装置４０の構成を機能的に示すブロック図である。なお、この図７では、光源２０については図示していない。図７を参照して、処理装置４０は、ひずみ算出部１２２と、表示制御部１２４とを含む。
　ひずみ算出部１２２は、撮像装置３０によって時々刻々と撮像される応力発光体１００の発光画像を撮像装置３０から取得する。そして、ひずみ算出部１２２は、取得された発光画像のうち、応力発光の前後所定期間（たとえば、図３の時刻ｔ１の少し手前から応力発光が消滅するまで）の画像を応力発光画像として記憶装置５０へ出力する。記憶装置５０へ出力された応力発光画像は、時系列順にナンバリングされて記憶装置５０の応力発光画像ＤＢ５２に格納される。
　また、ひずみ算出部１２２は、応力発光画像ＤＢ５２に格納された応力発光画像を用いて、画素毎に応力発光の発光パターン（応力発光量の大きさ及び時間変化率）を算出し、算出された発光パターンに基づいて応力発光体１００のひずみを算出する。具体的には、ひずみ算出部１２２は、応力発光体の塗布量（厚み）が均一に構成された標準試料を用いて、種々の発光パターンとひずみとの関係を予め求めて記憶装置５０（図１）に記憶しておき、その関係を用いて、応力発光体１００に力が加えられたときの発光パターンから応力発光体１００のひずみを算出する。
　そして、ひずみ算出部１２２は、画素毎に算出されたひずみの分布を示すひずみ画像を記憶装置５０へ出力する。記憶装置５０へ出力されたひずみ画像は、応力発光画像と同様に時系列順にナンバリングされて記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４に格納される。
　表示制御部１２４は、応力発光画像ＤＢ５２に格納されている応力発光画像と、ひずみ画像ＤＢ５４に格納されているひずみ画像とを同期させて表示装置６０へ出力する。具体的には、後述のように、ひずみ画像ＤＢ５４に格納されている時系列の一連のひずみ画像のうちのどの画像を表示させるかを表示装置６０においてユーザが指示可能であり、表示制御部１２４は、表示装置６０において指示されたひずみ画像をひずみ画像ＤＢ５４から読出して表示装置６０へ出力するとともに、そのひずみ画像と同期する応力発光画像を応力発光画像ＤＢ５２から読出して表示装置６０へ出力する。
　図８は、表示装置６０の表示構成の一例を示す図である。図８を参照して、表示装置６０は、発光画像表示部６２と、ひずみ画像表示部６６と、表示バー７０とを含む。発光画像表示部６２は、処理装置４０から受ける応力発光画像を表示する。ひずみ画像表示部６６は、処理装置４０から受けるひずみ画像を表示する。発光画像表示部６２とひずみ画像表示部６６とは、並列して配置されている。
　表示バー７０は、記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４に格納された時系列の一連のひずみ画像のうち、ひずみ画像表示部６６に表示させるひずみ画像を利用者が選択するための操作部である。表示バー７０は、ポインタ７２を利用者が操作可能に構成されており、表示装置６０は、表示バー７０上のポインタ７２の位置に応じた信号を処理装置４０へ出力する。
　上記の信号を表示装置６０から受けた処理装置４０は、その信号に応じたひずみ画像及びそのひずみ画像に同期する応力発光画像をそれぞれ記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４及び応力発光画像ＤＢ５２から読出し、読出されたひずみ画像及び応力発光画像を表示装置６０へ出力する。これにより、表示バー７０上のポインタ７２の位置に応じたひずみ画像及び応力発光画像が、ひずみ画像表示部６６及び発光画像表示部６２にそれぞれ表示される。
　図９は、処理装置４０により実行される応力発光画像とひずみ画像との同期表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。
　図９を参照して、処理装置４０は、表示バー７０が操作されたか否かを判定する（ステップＳ１０）。表示バー７０の操作の有無は、表示装置６０からの信号に基づいて判定される。表示バー７０が操作されていない場合には（ステップＳ１０においてＮＯ）、処理装置４０は、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。この場合、表示装置６０に画像が表示されていれば、その表示が維持される。
　ステップＳ１０において表示バー７０が操作されたと判定されると（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、処理装置４０は、表示バー７０上のポインタ７２の位置に対応する表示画像Ｎｏを取得する（ステップＳ２０）。この表示画像Ｎｏは、表示バー７０上のポインタ７２の位置に応じて予め対応付けられている。
　次いで、処理装置４０は、表示画像Ｎｏに対応するひずみ画像を記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４から取得する（ステップＳ３０）。上述のように、ひずみ画像ＤＢ５４に格納されているひずみ画像には、時系列順にナンバリングされており、表示画像Ｎｏに対応するデータＮｏを有するひずみ画像がひずみ画像ＤＢ５４から読出される。
　続いて、処理装置４０は、取得されたひずみ画像に同期する応力発光画像を応力発光画像ＤＢ５２から取得する（ステップＳ４０）。応力発光画像ＤＢ５２に格納されている応力発光画像と、ひずみ画像ＤＢ５４に格納されているひずみ画像とは、時系列順に対応付けされており、処理装置４０は、ステップＳ３０において取得されるひずみ画像に対応する応力発光画像を応力発光画像ＤＢ５２から取得する。
　そして、処理装置４０は、ステップＳ３０において取得されたひずみ画像と、ステップＳ４０において取得された応力発光画像とを表示装置６０へ出力する（ステップＳ５０）。これにより、表示バー７０によって指示されたひずみ画像と、そのひずみ画像に同期する応力発光画像とが、表示装置６０において並列して表示される。
　以下では、図１０から図１４を用いて、応力発光体１００のひずみを算出する処理の詳細について説明する。
　図１０は、応力発光体１００のひずみを算出するひずみ算出処理の詳細を説明するフローチャートである。なお、このフローチャートに示される処理は、撮像装置３０の画素毎に実行される。
　図１０を参照して、処理装置４０は、まず、応力発光体１００の残光量のデータを取得する残光データ取得処理を実行する（ステップＳ１１０）。残光データ取得処理の詳細については、後ほど図１１を用いて説明する。
　次いで、処理装置４０は、試料１１０に引張力を付与することにより応力発光体１００に力が加えられたときの発光量のデータ（応力発光データ）を取得する応力発光データ取得処理を実行する（ステップＳ１２０）。応力発光データ取得処理の詳細については、後ほど図１２を用いて説明する。
　そして、処理装置４０は、ステップＳ１１０において取得された残光量のデータと、ステップＳ１２０において取得された応力発光データとから、応力発光体１００のひずみ量を算出するひずみ量算出処理を実行する（ステップＳ１３０）。
　図１１は、図１０のステップＳ１１０において実行される残光データ取得処理の手順の一例を示すフローチャートである。なお、上述のように図１０のひずみ算出処理は撮像装置３０の画素毎に実行されるので、このフローチャートに示される処理も、撮像装置３０の画素毎に実行される。
　図１１を参照して、処理装置４０は、光源２０から応力発光体１００へ励起光を照射するように光源２０を制御する（ステップＳ２１０）。そして、処理装置４０は、励起光の照射開始から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２０）。この所定時間は、励起光によって応力発光体１００が所定のエネルギー状態まで高められるのに必要な時間であり、たとえば、光源２０から出力される励起光の強度及び応力発光体１００の種類によって決定される。
　ステップＳ２２０において所定時間が経過したものと判定されると（ステップＳ２２０においてＹＥＳ）、処理装置４０は、光源２０から応力発光体１００への励起光の照射を終了するように光源２０を制御する（ステップＳ２３０）。
　励起光の照射が終了すると、残光データの取得が開始される。具体的には、撮像装置３０の露光時間（たとえば１００ミリ秒）毎に、撮像装置３０によって応力発光体１００の発光強度が検知され、発光強度に応じた輝度が処理装置４０へ出力される。
　そして、処理装置４０は、励起光の照射終了から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２４０）。この所定時間は、応力発光体１００からの残光量が規定レベルまで低下するのに必要な時間であり、たとえば、励起光による応力発光体１００の励起状態及び応力発光体１００の種類によって決定される。
　ステップＳ２４０において所定時間が経過したものと判定されると（ステップＳ２４０においてＹＥＳ）、処理装置４０は、励起光の照射終了からの輝度データ（残光データ）を照射終了からの経過時間とともに時系列に記憶装置５０に保存する（ステップＳ２５０）。上述のように、この図１１に示される一連の処理は撮像装置３０の画素毎に実行されるので、残光データも画素毎に取得されて記憶装置５０に保存される。
　図１２は、図１０のステップＳ１２０において実行される応力発光データ取得処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理も、図１１に示した残光データ取得処理と同様に撮像装置３０の画素毎に実行される。
　図１２を参照して、ステップＳ３１０～Ｓ３３０の処理は、それぞれ図１１に示したステップＳ２１０～Ｓ２３０の処理と同じである。
　ステップＳ３３０において励起光の照射が終了すると、応力発光データの取得が開始される。具体的には、撮像装置３０の露光時間（たとえば１００ミリ秒）毎に、撮像装置３０によって応力発光体１００の発光強度が検知され、発光強度に応じた輝度が時系列に処理装置４０へ出力される。
　この応力発光データ取得処理では、ステップＳ３３０において励起光の照射が終了すると、処理装置４０は、励起光の照射終了から所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３４０）。この所定時間は、応力発光体１００に外力を付与するタイミングを規定するものであり、図３に示される時刻ｔ０～ｔ１の時間に相当する。
　ステップＳ３４０において所定時間が経過したものと判定されると（ステップＳ３４０においてＹＥＳ）、処理装置４０は、試料１１０に力（たとえば引張力）を加えることによって応力発光体１００に外力を付与するための処理を実行する（ステップＳ３５０）。外力の付与は、図３に示される時刻ｔ１～ｔ２に相当する時間Δｔの間行なわれる。
　そして、処理装置４０は、外力の付与が行なわれてから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３６０）。この所定時間は、応力発光体１００の輝度が規定レベルまで低下するのに必要な時間である。
　ステップＳ３６０において所定時間が経過したものと判定されると（ステップＳ３６０においてＹＥＳ）、処理装置４０は、励起光の照射終了からの輝度データ（応力発光データ）を照射終了からの経過時間とともに時系列に記憶装置５０に保存する（ステップＳ３７０）。上述のように、この図１２に示される一連の処理は撮像装置３０の画素毎に実行されるので、応力発光データも画素毎に取得されて記憶装置５０に保存される。
　図１３は、図１０のステップＳ１３０において実行されるひずみ量算出処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理も、上述の残光データ取得処理（図１１）及び応力発光データ取得処理（図１２）と同様に撮像装置３０の画素毎に実行される。
　図１３を参照して、処理装置４０は、応力発光データ取得処理（図１２）により取得された応力発光データ（輝度）と、残光データ取得処理（図１１）により取得された残光データ（輝度）とを記憶装置５０から時系列順に読出すためのカウンタｉを１とする（ステップＳ４１０）。
　次いで、処理装置４０は、応力発光データ取得処理により取得されたｉ番目の応力発光データ（輝度）と、残光データ取得処理により取得されたｉ番目の残光データ（輝度）とを記憶装置５０から読出し、応力発光データと残光データとの差分（すなわち応力発光量）を算出する（ステップＳ４２０）。
　次いで、処理装置４０は、ステップＳ４２０において算出された応力発光量の変化率（前回値との差分）を算出する（ステップＳ４３０）。なお、ｉ＝１のときは、変化率は０とする。
　次いで、処理装置４０は、取得された発光パターン（ステップＳ４２０において算出された応力発光量の大きさ、及びステップＳ４３０において算出された輝度変化率）に基づいて、記憶装置５０に記憶されたひずみ算出モデルを用いてひずみ量を算出する（ステップＳ４４０）。
　ひずみ算出モデルは、応力発光体の発光パターンとひずみとの関係を規定するものである。ひずみ算出モデルは、この応力発光体１００のひずみ計測に先立って、標準試料を用いて予め求められ、記憶装置５０に記憶されている。ひずみ算出モデルの導出方法については、後ほど図１４を用いて説明する。
　ステップＳ４４０においてひずみ量が算出されると、処理装置４０は、算出されたひずみ量を記憶装置５０に保存する（ステップＳ４５０）。その後、処理装置４０は、応力発光データ及び残光データが終了したか否かを判定し、未演算のデータがまだ残っていれば（ステップＳ４６０においてＮＯ）、カウンタｉをカウントアップして（ステップＳ４７０）、ステップＳ４２０へ処理を戻す。なお、未演算のデータが残っていなければ（ステップＳ４６０においてＹＥＳ）、エンドへと処理が移行される。
　図１４は、応力発光体１００のひずみを算出するためのひずみ算出モデルの導出方法を説明するフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、図１０に示したひずみ算出処理が実行される前に予め実行され、導出されたひずみ算出モデルは、図１３のステップＳ４４０において用いられる。
　図１４を参照して、応力発光体が塗布された標準試料が準備される（ステップＳ５１０）。この標準試料は、応力発光体の塗布量（厚み）が均一に構成されているものである。
　次いで、ステップＳ５２０において、標準試料の残光量を示す残光データが取得される。残光データの取得は、図１０のステップＳ１１０における残光データ取得処理と同じ手順によって行なわれる。
　続いて、ステップＳ５３０～Ｓ５５０において、標準試料にたとえば引張力を付与することによって応力発光体に外力が付与された場合に、応力発光体に実際に生じるひずみが測定される。このステップＳ５３０～Ｓ５５０の処理は、力を付与する速度（標準試料の引張速度）を変えて複数パターン実施される。
　具体的には、ステップＳ５３０において、標準試料をある引張力で引っ張ることにより応力発光体に外力が付与され、応力発光体の発光量を示す応力発光データが取得される。この応力発光データの取得は、図１２に示した応力発光データ取得処理と同じ手順によって行なわれる。なお、この応力発光データも、残光データと同様に撮像装置３０の画素毎に取得する必要はなく、全画素の平均値であってもよいし、ある画素に基づく応力発光データを代表値としてもよい。
　次いで、ステップＳ５４０において、ステップＳ５３０において取得された応力発光データと、ステップＳ５２０において取得された残光データとを用いて発光パターン（応力発光量及び輝度変化率）が算出される。この発光パターンの算出は、図１３に示したひずみ量算出処理のステップＳ４２０，Ｓ４３０と同じ手順によって行なわれる。
　さらに、ステップＳ５５０において、ひずみゲージ（図示せず）の測定値が取得される。すなわち、標準試料については、実際のひずみ量を測定するためのひずみゲージが設けられており、ステップＳ５３０において外力が付与されたときの実際のひずみ量がひずみゲージによって測定される。
　外力の付与速度を変えてステップＳ５３０～Ｓ５５０の処理が複数パターン実施されることにより、発光パターンとひずみ（測定値）との関係が多数得られる。
　そして、ステップＳ５６０において、ステップＳ５３０～Ｓ５５０の処理によって得られた多数のデータを用いて、発光パターン（応力発光量及び輝度変化率）とひずみとの関係を示すひずみ算出モデルが導出される。なお、このひずみ算出モデルは、回帰分析に基づく回帰式であってもよいし、得られたデータに基づくマップやテーブル等であってもよい。そして、導出されたひずみ算出モデルは、記憶装置５０に記憶される。
　なお、上記では、応力発光体は、塗料の状態にして試料に塗布されるものとしたが、応力発光体が混入された樹脂等の試料についても、同様の手法でひずみを算出することができる。すなわち、応力発光体の混入量（濃度）によっても、応力発光体の発光量及び残光量（輝度）が異なるところ、標準試料を用いて、種々の発光パターンとひずみとの関係を予め求めて記憶装置５０に記憶しておき、その関係を用いて、計測対象である応力発光体１００に力が加えられたときの発光パターンから、応力発光体１００のひずみを算出することができる。
　以上のように、この実施の形態１においては、応力発光体１００の発光画像とひずみ画像とが同期して並列表示されるので、利用者は、ひずみ画像と同期する発光画像を参照しながらひずみの解析を行なうことが可能となる。このように、この実施の形態１によれば、応力発光体１００のひずみを十分に解析するための情報を利用者に提示することができる。
　［実施の形態２］
　この実施の形態２では、表示装置において、ひずみ画像を積算した画像（以下「積算ひずみ画像」とも称する。）をひずみ画像表示部に表示可能に構成される。積算ひずみ画像は、過去のひずみの情報を含むため、ひずみを解析するうえで有用な情報となり得るが、ひずみが生じたタイミングの把握が難しい。この実施の形態２では、積算ひずみ画像が表示される場合に、積算ひずみ画像に応力発光画像が並列して表示されるので、応力発光画像により時々刻々の発光状態を確認しつつ、積算ひずみ画像によりひずみの履歴を確認することができる。
　実施の形態２に従うひずみ計測装置の全体構成は、図１に示したひずみ計測装置１０と同じである。
　図１５は、実施の形態２における処理装置の構成を機能的に示すブロック図である。図１５を参照して、処理装置４０Ａは、図７に示した実施の形態１における処理装置４０において、積算処理部１２６をさらに含む。
　積算処理部１２６は、積算ひずみ画像を生成する処理を実行する。具体的には、積算処理部１２６は、記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４に格納された時系列のひずみ画像の各々に対して、当該ひずみ画像が生成されるまでのひずみ画像を積算した積算ひずみ画像を生成し、生成された積算ひずみ画像を当該ひずみ画像と対応付けてひずみ画像ＤＢ５４に格納する。
　図１６は、実施の形態２におけるひずみ画像ＤＢ５４のデータ構成を示す図である。図１６を参照して、ひずみデータは、ひずみ算出部１２２により生成されたひずみ画像のデータであり、図示しない応力発光画像のデータと対応付けを行なうためのデータＮｏが時系列順に割り当てられている。
　積算ひずみデータは、積算処理部１２６によって生成された積算ひずみ画像のデータであり、ひずみデータと対応付けられている。たとえば、データＮｏが２の積算ひずみデータＩＳ２．ｊｐｇは、ひずみデータＳ１．ｊｐｇ～Ｓ２．ｊｐｇの画像を積算して得られる画像のデータであり、データＮｏが３の積算ひずみデータＩＳ３．ｊｐｇは、ひずみデータＳ１．ｊｐｇ～Ｓ３．ｊｐｇの画像を積算して得られる画像のデータである。
　再び図１５を参照して、積算処理部１２６によるひずみ画像の積算処理は、表示装置６０Ａにおいて積算ひずみ画像の表示が要求され、かつ、ひずみ画像ＤＢ５４内に積算ひずみデータがまだ生成されていない場合に、表示制御部１２４からの指示に従って実行される。
　図１７は、実施の形態２における表示装置６０Ａの表示構成の一例を示す図である。図１７を参照して、表示装置６０Ａは、図８に示した実施の形態１における表示装置６０において、選択タブ６７，６８をさらに含む。
　選択タブ６７，６８は、ひずみ画像表示部６６にひずみ画像及び積算ひずみ画像のいずれを表示させるかを利用者が選択するための操作部である。選択タブ６７，６８は、利用者が操作可能に構成されており、選択タブ６７が操作されると、ひずみ画像表示部６６にひずみ画像が表示され、選択タブ６８が操作されると、ひずみ画像表示部６６に積算ひずみ画像が表示される。表示装置６０Ａは、選択タブ６７，６８の選択状態に応じた信号を処理装置４０Ａへ出力する。
　処理装置４０Ａは、選択タブ６７が選択されたことを示す信号を表示装置６０Ａから受けると、表示バー７０上のポインタ７２の位置に応じたひずみ画像を記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４から読出して表示装置６０Ａへ出力する。
　一方、処理装置４０Ａは、選択タブ６８が選択されたことを示す信号を表示装置６０Ａから受けると、積算ひずみ画像がまだ生成されていない場合には、ひずみ画像ＤＢ５４内のひずみ画像に基づいて積算ひずみ画像を生成する。そして、処理装置４０Ａは、生成された積算ひずみ画像をひずみ画像ＤＢ５４に格納するとともに、表示バー７０上のポインタ７２の位置に応じた積算ひずみ画像を表示装置６０Ａへ出力する。
　図１８は、表示装置６０Ａに積算ひずみ画像を表示するための積算画像表示処理の手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、所定時間毎に繰り返し実行される。
　図１８を参照して、処理装置４０Ａは、積算ひずみ画像を表示装置６０Ａに表示するための選択タブ６８が表示装置６０Ａにおいて操作されたか否かを判定する（ステップＳ６１０）。選択タブ６８は操作されていないと判定されると（ステップＳ６１０においてＮＯ）、処理装置４０Ａは、以降の一連の処理を実行することなくリターンへと処理を移行する。
　ステップＳ６１０において選択タブ６８が操作されたと判定されると（ステップＳ６１０においてＹＥＳ）、処理装置４０Ａは、記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４を確認し、積算ひずみ画像を生成済みであるか否かを判定する（ステップＳ６２０）。積算ひずみ画像がまだ生成されていない場合は（ステップＳ６２０においてＮＯ）、処理装置４０Ａは、ひずみ画像ＤＢ５４に格納されたひずみ画像から積算ひずみ画像を生成し、ひずみ画像と対応付けてひずみ画像ＤＢ５４に格納する（ステップＳ６３０）。
　ステップＳ６２０において積算ひずみ画像は生成済みであると判定された場合（ステップＳ６２０においてＹＥＳ）、又はステップＳ６３０において積算ひずみ画像が生成されると、処理装置４０Ａは、表示バー７０上のポインタ７２の位置に対応する表示画像Ｎｏを取得する（ステップＳ６４０）。
　次いで、処理装置４０Ａは、表示画像Ｎｏに対応する積算ひずみ画像を記憶装置５０のひずみ画像ＤＢ５４から取得する（ステップＳ６５０）。そして、処理装置４０Ａは、ステップＳ６５０において取得された積算ひずみ画像を表示装置６０Ａへ出力する（ステップＳ６６０）。これにより、表示バー７０によって指示された積算ひずみ画像と応力発光画像とが、表示装置６０Ａにおいて並列して表示される。
　なお、上記では、表示装置６０Ａの選択タブ６８が操作されることによって積算ひずみ画像の表示が要求された場合に、ひずみ画像ＤＢ５４に格納されたひずみ画像に基づいて積算ひずみ画像が生成されるものとしたが、ひずみ算出部１２２によるひずみ画像の生成とともに、リアルタイムに積算ひずみ画像を生成してひずみ画像ＤＢ５４に格納するようにしてもよい。
　以上のように、この実施の形態２によれば、表示装置６０Ａに積算ひずみ画像が表示される場合に、積算ひずみ画像に応力発光画像が並列して表示されるので、応力発光画像により時々刻々の発光状態を確認しつつ、積算ひずみ画像によりひずみの履歴を確認することができる。
　［その他の実施の形態］
　上記の実施の形態２では、ひずみ画像を積算した積算ひずみ画像を表示装置６０Ａに表示可能としたが、応力発光画像を積算した画像である積算応力発光画像を表示可能としてもよい。これにより、応力発光体１００の発光状況を強調して表示することができる。なお、積算応力発光画像を表示装置に表示可能とするための構成は、実施の形態２において「ひずみ画像」及び「積算ひずみ画像」をそれぞれ「応力発光画像」及び「積算応力発光画像」と読み替えることで実現可能である。
　また、表示装置６０（６０Ａ）は、発光画像表示部６２及びひずみ画像表示部６６の少なくとも一方において、公知の手法を用いて、表示中の画像の拡大、縮小及び移動の少なくともいずれかの操作を入力可能に構成されてもよい。そして、発光画像表示部６２及びひずみ画像表示部６６の一方において上記操作が行なわれた場合に、発光画像表示部６２及びひずみ画像表示部６６の双方において、上記操作に応じた表示が連動して行なわれるようにしてもよい。これにより、上記操作の入力の利便性が向上する。
　また、上記の実施の形態１では、応力発光画像とひずみ画像とを同期して並列表示するものとしたが、ひずみ画像に代えて、応力を示す応力画像を表示するようにしてもよい。なお、応力は、ひずみにヤング率をかけることで算出されるので、応力画像は、ひずみ画像から容易に生成することができる。また、この場合に、実施の形態２と同様に、応力画像を積算した画像（積算応力画像）を表示装置に表示可能としてもよい。
　また、上記の各実施の形態では、図１０のステップＳ１２０において、応力発光データを時系列順に取得して全データを記憶装置５０に一旦保存し、その後、ステップＳ１３０において、時系列順にひずみ量を纏めて算出するものとしたが、時々刻々と応力発光データが取得されるタイミングでひずみ量を算出してもよい。すなわち、ステップＳ１２０において、時々刻々と応力発光データが取得される毎に、図１３のステップＳ４２０～Ｓ４５０の処理を実行するようにしてもよい。
　また、上記の各実施の形態では、図１０のフローチャートに示される処理は、撮像装置３０の画素毎に実行されるものとしたが、ステップＳ１１０において取得される残光データ、及びステップＳ１２０において取得される応力発光データは、所定の面積を有する領域における複数の画素の平均値であってもよい。そして、それらを用いて、ステップＳ１３０においてひずみ量を算出してもよい。
　今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
　１０　計測装置、２０　光源、３０　撮像装置、４０，４０Ａ　処理装置、４２　ＣＰＵ、４４　メモリ、４６　入出力バッファ、５０　記憶装置、６０，６０Ａ　表示装置、１００　応力発光体、１１０　試料、１２２　ひずみ算出部、１２４　表示制御部、１２６　積算処理部。

Claims (7)

  1. 　応力発光体の発光現象に基づいて前記応力発光体のひずみを計測するひずみ計測装置であって、
    　前記応力発光体が発する光を検知するように構成された検知装置と、
    　前記応力発光体に力が加えられたときの前記応力発光体の発光パターンに基づいて、前記応力発光体に力が加えられたときの前記応力発光体のひずみを算出するように構成された処理装置と、
    　前記検知装置により検知された前記応力発光体の発光の分布を示す発光画像と、前記処理装置により算出された前記応力発光体のひずみの分布を示すひずみ画像とを並列して表示するように構成された表示装置とを備える、ひずみ計測装置。
  2. 　前記表示装置は、前記発光画像と前記ひずみ画像とを同期して並列表示するように構成される、請求項１に記載のひずみ計測装置。
  3. 　前記表示装置は、前記ひずみ画像が積算された積算ひずみ画像を前記発光画像と並列して表示するように構成される、請求項１又は請求項２に記載のひずみ計測装置。
  4. 　前記表示装置は、前記発光画像が積算された積算発光画像を前記ひずみ画像と並列して表示するように構成される、請求項１又は請求項２に記載のひずみ計測装置。
  5. 　前記表示装置は、
    　前記発光画像及び前記ひずみ画像の少なくとも一方において、表示対象の拡大、縮小及び移動の少なくともいずれかの操作を入力可能に構成され、
    　前記発光画像及び前記ひずみ画像の双方において、前記操作に応じた表示を連動して行なう、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のひずみ計測装置。
  6. 　前記処理装置は、前記ひずみから前記応力発光体の応力をさらに算出するように構成され、
    　前記表示装置は、前記ひずみ画像に代えて、前記応力発光体の応力の分布を示す応力画像を前記発光画像と並列して表示するように構成される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のひずみ計測装置。
  7. 　応力発光体の発光現象に基づいて前記応力発光体のひずみを計測するひずみ計測方法であって、
    　前記応力発光体に力が加えられたときの前記応力発光体の発光パターンを取得するステップと、
    　取得された前記発光パターンに基づいて、前記応力発光体に力が加えられたときの前記応力発光体のひずみを算出するステップと、
    　前記応力発光体の発光の分布を示す発光画像と、算出された前記応力発光体のひずみの分布を示すひずみ画像とを、表示装置において並列して表示するステップとを含む、ひずみ計測方法。
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