(57)【要約】【課題】バックグラウンドデータを取得する作業を簡略化することができるバックグラウンドデータ測定装置、応力発光測定装置及びバックグラウンドデータ測定方法を提供する。【解決手段】受光部５が、測定対象物からの光を受光する。バックグラウンド測定処理部６１が、測定対象物に応力が生じていない状態で、受光部５からの信号を所定の露光時間ごとに取得することによりバックグラウンド測定を行う。バックグラウンド測定処理部６１による１回のバックグラウンド測定中には、露光時間が異なる複数の測定期間が含まれており、測定開始タイミングに近い測定期間ほど前記露光時間が短い。【選択図】  図３
2020176903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
応力発光物質を有する測定対象物に応力が生じていない状態で、前記応力発光物質の発光強度の経時的変化をバックグラウンドデータとして測定するためのバックグラウンドデータ測定装置であって、
前記測定対象物からの光を受光する受光部と、
前記測定対象物に応力が生じていない状態で、前記受光部からの信号を所定の露光時間ごとに取得することによりバックグラウンド測定を行うバックグラウンド測定処理部とを備え、
前記バックグラウンド測定処理部による１回のバックグラウンド測定中には、露光時間が異なる複数の測定期間が含まれており、測定開始タイミングに近い測定期間ほど前記露光時間が短いことを特徴とするバックグラウンドデータ測定装置。
【請求項２】
前記測定対象物に異なる応力を生じさせたときの前記応力発光物質の発光強度の経時的変化を表す複数の応力発光データに基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定する測定期間決定処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバックグラウンドデータ測定装置。
【請求項３】
前記測定期間決定処理部は、前記複数の応力発光データにおける各ピーク位置に基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定することを特徴とする請求項２に記載のバックグラウンドデータ測定装置。
【請求項４】
前記バックグラウンド測定処理部による１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間に対応する露光時間ごとのバックグラウンドデータを算出するバックグラウンドデータ算出処理部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバックグラウンドデータ測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のバックグラウンドデータ測定装置と、
前記測定対象物に応力を生じさせたときの前記応力発光物質の発光強度の経時的変化を応力発光データとして測定する応力発光測定処理部と、
前記応力発光データから前記バックグラウンドデータを差し引く演算を行うことにより、前記測定対象物に生じる応力に起因する発光強度の増分を算出する発光強度算出処理部とを備えることを特徴とする応力発光測定装置。
【請求項６】
応力発光物質を有する測定対象物に応力が生じていない状態で、前記応力発光物質の発光強度の経時的変化をバックグラウンドデータとして測定するためのバックグラウンドデータ測定方法であって、
前記測定対象物に応力が生じていない状態で、当該測定対象物からの光を受光する受光部からの信号を所定の露光時間ごとに取得することによりバックグラウンド測定を行うバックグラウンド測定ステップを含み、
前記バックグラウンド測定ステップによる１回のバックグラウンド測定中には、露光時間が異なる複数の測定期間が含まれており、測定開始タイミングに近い測定期間ほど前記露光時間が短いことを特徴とするバックグラウンドデータ測定方法。
【請求項７】
前記測定対象物に異なる応力を生じさせたときの前記応力発光物質の発光強度の経時的変化を表す複数の応力発光データに基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定する測定期間決定ステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のバックグラウンドデータ測定方法。
【請求項８】
前記測定期間決定ステップでは、前記複数の応力発光データにおける各ピーク位置に基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定することを特徴とする請求項７に記載のバックグラウンドデータ測定方法。
【請求項９】
前記バックグラウンド測定ステップによる１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間に対応する露光時間ごとのバックグラウンドデータを算出するバックグラウンドデータ算出ステップをさらに含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のバックグラウンドデータ測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、応力発光物質を有する測定対象物に応力が生じていない状態で、前記応力発光物質の発光強度の経時的変化をバックグラウンドデータとして測定するためのバックグラウンドデータ測定装置、これを備えた応力発光測定装置、及び、バックグラウンドデータ測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物に負荷を加えることにより、測定対象物に応力を生じさせ、その応力の大きさや分布を測定する際に、応力発光物質を用いる場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。応力発光物質は、応力に応じた強度で発光する。このような応力発光物質を測定対象物に塗布又は混入させた上で、測定対象物に負荷を加えると、測定対象物の歪みが生じた部分において応力発光物質に応力が生じ、その部分が歪み量に応じた強度で発光する。したがって、応力発光物質の発光を受光部で受光し、発光強度を解析することにより、測定対象物に生じる応力の大きさや分布を測定することができる。
【０００３】
応力発光物質を有する測定対象物に応力を生じさせる際には、応力発光物質の発光強度を高めるために、測定対象物に対して励起光が照射され、その後に測定対象物に応力を生じさせる。応力発光物質は、残光性を有しているため、測定対象物に励起光が照射された直後は高い強度で発光し、その後は時間経過とともに発光強度が徐々に減衰する。このようにして応力発光物質の発光強度が徐々に減衰している途中で、測定対象物に応力を生じさせれば、応力発光物質の発光強度が一時的に高くなることにより、ピークを有する応力発光データが得られる。
【０００４】
測定対象物に応力を生じさせるときと同じ条件で励起光を照射し、その後に測定対象物に応力を生じさせなければ、応力発光物質の発光強度が徐々に減衰するだけで、ピークを有しないバックグラウンドデータが得られる。したがって、応力発光データからバックグラウンドデータを差し引く演算を行えば、測定対象物に生じる応力に起因する発光強度の増分を算出することができる。
【０００５】
なお、応力発光データやバックグラウンドデータを取得する際には、受光部からの信号が所定の露光時間ごとに取得される。これにより、所定の露光時間ごとの発光強度の経時的変化が、応力発光データやバックグラウンドデータとして取得される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−７５４７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
応力発光物質の発光態様は、測定対象物に対する負荷の加え方に応じて異なる。例えば、測定対象物に同じ負荷を加える場合であっても、負荷を加える速度が速いときと遅いときとでは、応力発光データに現れるピークの高さ及び幅が異なる。
【０００８】
具体的には、測定対象物に負荷を加える速度が速い場合は、応力発光データに現れるピークの高さが高く、幅が狭くなる。したがって、露光時間が長すぎると、受光部からの信号が飽和したり、短時間で変化するピークを正確に捉えることができなかったりする場合がある。
【０００９】
一方、測定対象物に負荷を加える速度が遅い場合は、応力発光データに現れるピークの高さが低く、幅が広くなる。したがって、露光時間が短すぎると、受光部から取得する信号のデータ数が膨大になったり、Ｓ／Ｎ比が悪くなったりする場合がある。
【００１０】
そのため、測定対象物に対する負荷の加え方に応じて、応力発光データやバックグラウンドデータを取得する際の受光部からの信号の間隔（露光時間）を変更する必要がある。検量線を作成する場合などには、測定対象物に対する負荷の加え方を変えて、測定を複数回行う必要があるため、その度にバックグラウンドデータを別々に取得しなければならず、作業が煩雑であった。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、バックグラウンドデータを取得する作業を簡略化することができるバックグラウンドデータ測定装置、応力発光測定装置及びバックグラウンドデータ測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明に係るバックグラウンドデータ測定装置は、応力発光物質を有する測定対象物に応力が生じていない状態で、前記応力発光物質の発光強度の経時的変化をバックグラウンドデータとして測定するためのバックグラウンドデータ測定装置であって、受光部と、バックグラウンド測定処理部とを備える。前記受光部は、前記測定対象物からの光を受光する。前記バックグラウンド測定処理部は、前記測定対象物に応力が生じていない状態で、前記受光部からの信号を所定の露光時間ごとに取得することによりバックグラウンド測定を行う。前記バックグラウンド測定処理部による１回のバックグラウンド測定中には、露光時間が異なる複数の測定期間が含まれており、測定開始タイミングに近い測定期間ほど前記露光時間が短い。
【００１３】
このような構成によれば、露光時間が異なる複数の測定期間を含む１回のバックグラウンド測定により、バックグラウンドデータを取得することができる。測定開始タイミングに近い測定期間ほど露光時間が短いため、露光時間がより短い測定期間のバックグラウンドデータに基づいて演算を行えば、その測定期間における露光時間を長くした場合のバックグラウンドデータを算出することが可能である。これにより、１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間に対応する露光時間ごとのバックグラウンドデータを算出することが可能になるため、バックグラウンドデータを取得する作業を簡略化することができる。
【００１４】
（２）前記バックグラウンドデータ測定装置は、測定期間決定処理部をさらに備えていてもよい。前記測定期間決定処理部は、前記測定対象物に異なる応力を生じさせたときの前記応力発光物質の発光強度の経時的変化を表す複数の応力発光データに基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定する。
【００１５】
このような構成によれば、各応力発光データに基づいて、それらの応力発光データから応力に基づく発光強度の増分を算出するのに必要な測定期間をそれぞれ決定することができる。したがって、複数の測定期間を適切に決定してバックグラウンド測定を行うことができる。
【００１６】
（３）前記測定期間決定処理部は、前記複数の応力発光データにおける各ピーク位置に基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定してもよい。
【００１７】
このような構成によれば、各応力発光データから応力に基づく発光強度の増分を算出するのに必要最低限の測定期間が、各ピーク位置に基づいて決定される。したがって、複数の測定期間をより適切に決定してバックグラウンド測定を行うことができる。
【００１８】
（４）前記バックグラウンドデータ測定装置は、バックグラウンドデータ算出処理部をさらに備えていてもよい。前記バックグラウンドデータ算出処理部は、前記バックグラウンド測定処理部による１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間に対応する露光時間ごとのバックグラウンドデータを算出する。
【００１９】
このような構成によれば、１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間に対応する露光時間ごとのバックグラウンドデータを自動で算出することができるため、バックグラウンドデータを取得する作業をさらに簡略化することができる。
【００２０】
（５）本発明に係る応力発光測定装置は、前記バックグラウンドデータ測定装置と、応力発光測定処理部と、発光強度算出処理部とを備える。前記応力発光測定処理部は、前記測定対象物に応力を生じさせたときの前記応力発光物質の発光強度の経時的変化を応力発光データとして測定する。前記発光強度算出処理部は、前記応力発光データから前記バックグラウンドデータを差し引く演算を行うことにより、前記測定対象物に生じる応力に起因する発光強度の増分を算出する。
【００２１】
（６）本発明に係るバックグラウンドデータ測定方法は、応力発光物質を有する測定対象物に応力が生じていない状態で、前記応力発光物質の発光強度の経時的変化をバックグラウンドデータとして測定するためのバックグラウンドデータ測定方法であって、バックグラウンド測定ステップを含む。前記バックグラウンド測定ステップでは、前記測定対象物に応力が生じていない状態で、当該測定対象物からの光を受光する受光部からの信号を所定の露光時間ごとに取得することによりバックグラウンド測定を行う。前記バックグラウンド測定ステップによる１回のバックグラウンド測定中には、露光時間が異なる複数の測定期間が含まれており、測定開始タイミングに近い測定期間ほど前記露光時間が短い。
【００２２】
（７）前記バックグラウンドデータ測定方法は、測定期間決定ステップをさらに含んでいてもよい。前記測定期間決定ステップでは、前記測定対象物に異なる応力を生じさせたときの前記応力発光物質の発光強度の経時的変化を表す複数の応力発光データに基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定する。
【００２３】
（８）前記測定期間決定ステップでは、前記複数の応力発光データにおける各ピーク位置に基づいて、前記複数の測定期間をそれぞれ決定してもよい。
【００２４】
（９）前記バックグラウンドデータ測定方法は、バックグラウンドデータ算出ステップをさらに含んでいてもよい。前記バックグラウンドデータ算出ステップでは、前記バックグラウンド測定ステップによる１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間に対応する露光時間ごとのバックグラウンドデータを算出する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、露光時間が異なる複数の測定期間を含む１回のバックグラウンド測定により、バックグラウンドデータを取得することができるため、バックグラウンドデータを取得する作業を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る応力発光測定装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２Ａ】応力発光物質の発光強度の経時的変化の一例を示した図であり、測定対象物に応力が生じていない状態を示している。
【図２Ｂ】応力発光物質の発光強度の経時的変化の一例を示した図であり、測定対象物に応力が生じた状態を示している。
【図３】図１の応力発光測定装置の電気的構成について具体的に説明するためのブロック図である。
【図４】バックグラウンドデータの具体例について説明するための図である。
【図５】応力発光データの具体例について説明するための図である。
【図６】本実施形態におけるバックグラウンド測定の態様について説明するための図である。
【図７】バックグラウンドデータの算出方法について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
１．応力発光測定装置の概略構成
図１は、本発明の一実施形態に係る応力発光測定装置の概略構成を示したブロック図である。この応力発光測定装置による測定の対象となる試料（測定対象物１）は、応力が生じたときに発光する性質の応力発光物質２を有している。応力発光物質２は、測定対象物１の表面に塗布されてもよいし、内部に混入されてもよい。
【００２８】
応力発光物質２としては、例えばスピネル構造、コランダム構造又はβアルミナ構造の応力発光物質、ケイ酸塩の応力発光物質、欠陥制御型アルミン酸塩の高輝度応力発光物質、高輝度メカノルミネッセンス材料から生成された応力発光物質などが挙げられる。高輝度メカノルミネッセンス材料は、ウルツ鉱型構造と閃亜鉛鉱型構造とが共存する構造を有し、酸化物、硫化物、セレン化物又はテルル化物を主成分として構成される。応力発光物質２は、応力が生じた場合に、その応力に応じた強度で発光する。
【００２９】
応力発光物質２を有する測定対象物１には、負荷印加装置３により負荷が加えられる。測定対象物１に負荷が加わると、測定対象物１の歪みが生じた部分において応力発光物質２に応力が生じ、その部分が歪み量に応じた強度で発光する。負荷印加装置３としては、例えば測定対象物１に引張力を印加する引張試験機が用いられるが、これに限らず、圧縮試験機、曲げ試験機又はせん断試験機などの他の試験機が用いられてもよい。
【００３０】
本実施形態に係る応力発光測定装置には、励起光照射部４、受光部５、データ処理部６及び記憶部７などが備えられている。励起光照射部４は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）又は蛍光灯などの光源を含む。励起光照射部４は、応力発光物質２を励起するための励起光を測定対象物１に照射する。
【００３１】
受光部５は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子を含む。撮像素子は、例えば複数の画素を有しており、各画素において受光される光の強度が、応力発光物質２の発光強度として検出される。受光部５の各画素において検出される発光強度は、応力発光物質２に対する露光時間が長いほど高くなる。この応力発光測定装置では、測定対象物１（応力発光物質２）からの光を受光部５で受光し、発光強度を解析することにより、測定対象物１に生じる応力の大きさや分布を測定することができる。
【００３２】
データ処理部６は、例えばパーソナルコンピュータにより構成される。受光部５からの信号はデータ処理部６に入力され、当該データ処理部６においてデータ処理が行われる。記憶部７は、例えばハードディスク又はＲＡＭ（Random Access Memory）により構成され、データ処理部６により生成されたデータが記憶される。
【００３３】
２．発光強度の経時的変化
図２Ａは、応力発光物質２の発光強度の経時的変化の一例を示した図であり、測定対象物１に応力が生じていない状態を示している。図２Ｂは、応力発光物質２の発光強度の経時的変化の一例を示した図であり、測定対象物１に応力が生じた状態を示している。
【００３４】
測定対象物１に対する測定を行う際には、励起光照射部４から測定対象物１に励起光が照射されることにより、応力発光物質２が発光する。応力発光物質２は、励起光の照射が終了した後も発光し続ける性質（残光性）を有している。そのため、図２Ａに示すように、励起光が照射された直後は、受光部５で検出される応力発光物質２の発光強度が高く、その後は時間経過とともに発光強度が徐々に減衰する。
【００３５】
このように、測定対象物１に応力が生じていない状態で、応力発光物質２の発光強度の経時的変化を測定することにより、図２Ａに例示されるようなバックグラウンドデータを測定することができる。一方、応力発光物質２の発光強度が徐々に減衰している途中で、測定対象物１に応力を生じさせれば、図２Ｂに例示されるように、応力発光物質２の発光強度が一時的に高くなることにより、ピークを有する応力発光データが得られる。したがって、応力発光データ（図２Ｂ）からバックグラウンドデータ（図２Ａ）を差し引く演算を行えば、測定対象物１に生じる応力に起因する発光強度の増分を算出することができる。
【００３６】
３．応力発光測定装置の電気的構成
図３は、図１の応力発光測定装置の電気的構成について具体的に説明するためのブロック図である。
【００３７】
データ処理部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成である。データ処理部６は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、バックグラウンド測定処理部６１、バックグラウンドデータ算出処理部６２、応力発光測定処理部６３、発光強度算出処理部６４及び測定期間決定処理部６５などとして機能する。記憶部７の記憶領域には、バックグラウンドデータ記憶部７１及び応力発光データ記憶部７２などが割り当てられている。
【００３８】
バックグラウンド測定処理部６１は、図２Ａに例示されるように、測定対象物１に応力が生じていない状態で測定を行う（バックグラウンド測定ステップ）。バックグラウンド測定処理部６１により行われる測定が、バックグラウンド測定である。バックグラウンド測定では、測定対象物１に応力が生じていない状態で、受光部５からの信号が所定の露光時間ごとに取得されることにより、各タイミングにおける受光強度が応力発光物質２の発光強度として測定される。
【００３９】
本実施形態では、１回のバックグラウンド測定中に、露光時間が異なる複数の測定期間が含まれている。すなわち、１回のバックグラウンド測定中に、常に一定の露光時間で受光部５からの信号を取得するのではなく、露光時間を変化させながら各露光時間で受光部５からの信号が取得されるようになっている。
【００４０】
バックグラウンドデータ算出処理部６２は、１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間に対応する露光時間ごとのバックグラウンドデータを算出する（バックグラウンドデータ算出ステップ）。算出された各露光時間に対応するバックグラウンドデータは、バックグラウンドデータ記憶部７１に記憶される。バックグラウンドデータ算出処理部６２によるバックグラウンドデータの算出方法については、後に詳述する。
【００４１】
応力発光測定処理部６３は、図２Ｂに例示されるように、測定対象物１に応力を生じさせたときの応力発光物質２の発光強度の測定を行う（応力発光測定ステップ）。応力発光測定処理部６３により行われる測定が、応力発光測定である。応力発光測定では、受光部５からの信号を所定の露光時間ごとに取得しながら、測定対象物１に応力を生じさせることにより、各タイミングにおける受光強度が応力発光物質２の発光強度として測定される。
【００４２】
本実施形態では、同一の測定対象物１に対して、複数回の応力発光測定が行われる。各応力発光測定では、測定対象物１に対する負荷の加え方を変化させることにより、測定対象物１に対して異なる応力を生じさせる。また、各応力発光測定では、測定対象物１に対する負荷の加え方に応じて、異なる露光時間で受光部５からの信号が取得される。各応力発光測定において取得された応力発光データは、応力発光データ記憶部７２に記憶される。
【００４３】
発光強度算出処理部６４は、応力発光データからバックグラウンドデータを差し引く演算を行う（発光強度算出ステップ）。具体的には、応力発光データの露光時間ごとの発光強度から、各露光時間に対応するバックグラウンドデータの発光強度を差し引く演算が行われる。これにより、各露光時間において、測定対象物１に生じる応力に起因する発光強度の増分を算出することができる。
【００４４】
測定期間決定処理部６５は、バックグラウンド測定処理部６１が１回のバックグラウンド測定を行う際の各測定期間を決定する（測定期間決定ステップ）。本実施形態では、測定対象物１に異なる応力を生じさせたときの各応力発光データに基づいて、１回のバックグラウンド測定中における各測定期間が決定される。
【００４５】
このように、本実施形態における応力発光測定装置は、測定対象物１に応力が生じていない状態で、応力発光物質２の発光強度の経時的変化をバックグラウンドデータとして測定するためのバックグラウンドデータ測定装置を構成している。ただし、バックグラウンドデータ測定装置が応力発光測定装置とは別に構成され、バックグラウンドデータ測定装置により測定されたバックグラウンドデータを用いて、応力発光測定装置により測定対象物１に生じる応力に起因する発光強度が測定されるような構成であってもよい。
【００４６】
４．バックグラウンドデータ及び応力発光データの具体例
図４は、バックグラウンドデータの具体例について説明するための図である。図４では、バックグラウンド測定中に露光時間を変化させず、常に一定の露光時間で受光部５からの信号を取得した場合のバックグラウンドデータＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３の一例を示している。
【００４７】
バックグラウンドデータＤ１１は、一定の露光時間Ｔ１１で受光部５からの信号を取得した場合における受光部５からの信号の経時的変化を示している。バックグラウンドデータＤ１２は、バックグラウンドデータＤ１１の場合の２倍の露光時間Ｔ１２で受光部５からの信号を取得した場合における受光部５からの信号の経時的変化を示している。バックグラウンドデータＤ１３は、バックグラウンドデータＤ１２の場合の２倍の露光時間Ｔ１３で受光部５からの信号を取得した場合における受光部５からの信号の経時的変化を示している。このように、露光時間が２倍になると、受光部５からの信号を取得する各タイミングにおける信号強度（発光強度）が２倍になる。
【００４８】
図５は、応力発光データの具体例について説明するための図である。図５では、各バックグラウンドデータＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３と同一の露光時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３で受光部５からの信号を取得しながら、測定対象物１にそれぞれ異なる態様で応力を生じさせた場合の応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３の一例を示している。
【００４９】
各応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３において、測定対象物１に応力を生じさせるタイミングＴＡは同一であるが、応力を生じさせる際の速度（引張速度）が異なっている。具体的には、応力発光データＤ２１を取得する際よりも、応力発光データＤ２２を取得する際の方が、応力を生じさせる際の速度が遅い。また、応力発光データＤ２２を取得する際よりも、応力発光データＤ２３を取得する際の方が、応力を生じさせる際の速度が遅い。このように、測定対象物１に応力を生じさせる際の速度（測定対象物１に負荷を加える速度）が遅いほど、露光時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３を長くすることが好ましい。
【００５０】
応力発光データＤ２２におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＣは、応力発光データＤ２１におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＢよりも遅くなる。また、応力発光データＤ２３におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＤは、応力発光データＤ２２におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＣよりも遅くなる。
【００５１】
各応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３から各バックグラウンドデータＤ１１，Ｄ１２，Ｄ１３を差し引く演算を行うことにより、測定対象物１に生じる応力に起因する発光強度の増分を算出する際には、少なくとも各応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３におけるピークの開始タイミングＴＡからピーク強度が最も高くなるタイミングＴＢ，ＴＣ，ＴＤまでのデータがあればよい。すなわち、応力発光データＤ２１においてはタイミングＴＡ〜ＴＢのデータがあればよく、応力発光データＤ２２においてはタイミングＴＡ〜ＴＣまでのデータがあればよく、応力発光データＤ２３においてはタイミングＴＡ〜ＴＤまでのデータがあればよい。
【００５２】
そこで、本実施形態では、図４に示すように各露光時間Ｔ１１、Ｔ１２，Ｔ１３で別々にバックグラウンド測定を行うのではなく、以下に説明するように、１回のバックグラウンド測定中に各タイミングＴＢ，ＴＣ，ＴＤにおいて露光時間Ｔ１１、Ｔ１２，Ｔ１３を変更し、その測定結果に基づいて各露光時間Ｔ１１、Ｔ１２，Ｔ１３に対応するバックグラウンドデータを算出するような構成となっている。
【００５３】
５．バックグラウンドデータの算出方法
図６は、本実施形態におけるバックグラウンド測定の態様について説明するための図である。図６に示すように、本実施形態では、１回のバックグラウンド測定中に、露光時間Ｔ１１、Ｔ１２，Ｔ１３が異なる複数の測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３が含まれており、各測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３において異なる露光時間Ｔ１１、Ｔ１２，Ｔ１３でデータＤ３１，Ｄ３２，Ｄ３３が取得される。
【００５４】
測定期間Ｔ２１は、応力発光データＤ２１におけるピークの開始タイミングＴＡから、応力発光データＤ２１におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＢまでの期間である。測定期間Ｔ２２は、応力発光データＤ２１におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＢから、応力発光データＤ２２におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＣまでの期間である。測定期間Ｔ２３は、応力発光データＤ２２におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＣから、応力発光データＤ２３におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＤまでの期間である。
【００５５】
このように、各測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３は、各応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３における各ピーク位置（ピーク強度が最も高くなるタイミングＴＢ，ＴＣ，ＴＤ）に基づいて、測定期間決定処理部６５により決定される。各測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３は、測定開始タイミングに近い測定期間ほど露光時間が短くなっている。すなわち、測定期間Ｔ２３における露光時間Ｔ１３よりも測定期間Ｔ２２における露光時間Ｔ１２の方が短く、測定期間Ｔ２２における露光時間Ｔ１２よりも測定期間Ｔ２１における露光時間Ｔ１１の方が短い。
【００５６】
図７は、バックグラウンドデータの算出方法について説明するための図である。本実施形態では、バックグラウンド測定により得られた図６に示すデータＤ３１，Ｄ３２，Ｄ３３に基づいて、図７に示すようなバックグラウンドデータＤ４１，Ｄ４２，Ｄ４３が算出される。
【００５７】
バックグラウンド測定により得られた測定期間Ｔ２１のデータＤ３１は、そのまま応力発光データＤ２１に対応するバックグラウンドデータＤ４１となる。
【００５８】
応力発光データＤ２２に対応するバックグラウンドデータＤ４２は、バックグラウンド測定により得られた測定期間Ｔ２２のデータＤ３２と、測定期間Ｔ２１のデータＤ３１から算出されるデータとからなる。具体的には、測定期間Ｔ２１のデータＤ３１における露光時間Ｔ１１ごとの発光強度に対して、露光時間の比率Ｔ１２／Ｔ１１を乗算することにより、露光時間Ｔ１２の場合における測定期間Ｔ２１中のデータが算出される。このようにして算出された測定期間Ｔ２１中のデータと、バックグラウンド測定により得られた測定期間Ｔ２２中のデータＤ３２とを組み合わせることにより、応力発光データＤ２２に対応するバックグラウンドデータＤ４２が得られる。
【００５９】
応力発光データＤ２３に対応するバックグラウンドデータＤ４３は、バックグラウンド測定により得られた測定期間Ｔ２３のデータＤ３３と、測定期間Ｔ２１，Ｔ２２のデータＤ３１，Ｄ３２から算出されるデータとからなる。具体的には、測定期間Ｔ２１のデータＤ３１における露光時間Ｔ１１ごとの発光強度に対して、露光時間の比率Ｔ１３／Ｔ１１を乗算することにより、露光時間Ｔ１３の場合における測定期間Ｔ２１中のデータが算出される。また、測定期間Ｔ２２のデータＤ３２における露光時間Ｔ１２ごとの発光強度に対して、露光時間の比率Ｔ１３／Ｔ１２を乗算することにより、露光時間Ｔ１３の場合における測定期間Ｔ２２中のデータが算出される。このようにして算出された測定期間Ｔ２１，Ｔ２２中のデータと、バックグラウンド測定により得られた測定期間Ｔ２３中のデータＤ３３とを組み合わせることにより、応力発光データＤ２３に対応するバックグラウンドデータＤ４３が得られる。
【００６０】
このようにして算出されたバックグラウンドデータＤ４１，Ｄ４２，Ｄ４３を用いて、応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３からバックグラウンドデータＤ４１，Ｄ４２，Ｄ４３を差し引く演算が行われる。具体的には、応力発光データＤ２１におけるタイミングＴＡ〜ＴＢのデータから、バックグラウンドデータＤ４１を差し引く演算が行われることにより、応力発光データＤ２１における発光強度の増分が算出される。また、応力発光データＤ２２におけるタイミングＴＡ〜ＴＣのデータから、バックグラウンドデータＤ４２を差し引く演算が行われることにより、応力発光データＤ２２における発光強度の増分が算出される。また、応力発光データＤ２３におけるタイミングＴＡ〜ＴＤのデータから、バックグラウンドデータＤ４３を差し引く演算が行われることにより、応力発光データＤ２３における発光強度の増分が算出される。
【００６１】
６．作用効果
（１）本実施形態では、図６に示すように、露光時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３が異なる複数の測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３を含む１回のバックグラウンド測定により、バックグラウンドデータを取得することができる。測定開始タイミングに近い測定期間ほど露光時間が短いため、露光時間がより短い測定期間のバックグラウンドデータに基づいて演算を行えば、図７に示すように、その測定期間における露光時間を長くした場合のバックグラウンドデータを算出することが可能である。これにより、１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３に対応する露光時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３ごとのバックグラウンドデータを算出することが可能になるため、バックグラウンドデータを取得する作業を簡略化することができる。
【００６２】
（２）本実施形態では、各応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３に基づいて、それらの応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３から応力に基づく発光強度の増分を算出するのに必要な測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３をそれぞれ決定することができる。したがって、複数の測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３を適切に決定してバックグラウンド測定を行うことができる。
【００６３】
（３）本実施形態では、各応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３から応力に基づく発光強度の増分を算出するのに必要最低限の測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３が、各ピーク位置（ピーク強度が最も高くなるタイミングＴＢ，ＴＣ，ＴＤ）に基づいて決定される。したがって、複数の測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３をより適切に決定してバックグラウンド測定を行うことができる。
【００６４】
（４）本実施形態では、１回のバックグラウンド測定の結果に基づいて、各測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３に対応する露光時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３ごとのバックグラウンドデータを自動で算出することができるため、バックグラウンドデータを取得する作業をさらに簡略化することができる。
【００６５】
７．変形例
以上の実施形態では、バックグラウンド測定処理部６１による１回のバックグラウンド測定中に、露光時間Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ１３が異なる３つの測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３が含まれる場合について説明した。しかし、これに限らず、２つの測定期間、又は、４つ以上の測定期間が１回のバックグラウンド測定中に含まれていてもよい。
【００６６】
測定期間決定処理部６５は、複数の応力発光データＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２３におけるピーク強度が最も高くなるタイミングＴＢ，ＴＣ，ＴＤに基づいて、複数の測定期間Ｔ２１，Ｔ２２，Ｔ２３をそれぞれ決定するような構成について説明した。しかし、これに限らず、各ピークの位置に基づいて測定期間を決定するような構成であれば、ピーク強度が最も高くなるタイミング以外のタイミングを基準にして測定期間が決定されてもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１    測定対象物
２    応力発光物質
３    負荷印加装置
４    励起光照射部
５    受光部
６    データ処理部
７    記憶部
６１  バックグラウンド測定処理部
６２  バックグラウンドデータ算出処理部
６３  応力発光測定処理部
６４  発光強度算出処理部
６５  測定期間決定処理部
７１  バックグラウンドデータ記憶部
７２  応力発光データ記憶部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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