(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットを適切に設定する。【解決手段】デジタル画像相関法による解析を行って供試体の変位量を測定する変位量測定装置であって、供試体に描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得する取得部Ｓ４０１と、取得部で取得した変形前の画像に基づいて、ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出する算出部Ｓ４０３と、算出部で算出された斑点のサイズに基づいて、デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する決定部Ｓ４０４とを備える。【選択図】図４
2020003234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタル画像相関法による解析を行って供試体の変位量を測定する変位量測定装置であって、
前記供試体に描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記変形前の画像に基づいて、前記ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出する算出部と、
前記算出部で算出された斑点のサイズに基づいて、前記デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する決定部とを備える変位量測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の変位量測定装置において、
前記取得部は、さらに、引張荷重を付与されて変形した前記供試体の前記ランダムパターンの画像を取得し、
前記決定部は、前記斑点のサイズに基づいて、弾性率測定用のサブセットと、前記弾性率測定用のサブセットとはサイズが異なる破壊ひずみ測定用のサブセットとを、それぞれ決定し、
前記変位量測定装置は、
前記弾性率測定用のサブセットまたは前記破壊ひずみ測定用のサブセットを用いて前記デジタル画像相関法の解析を行い、前記供試体の変位量を測定する解析部をさらに備える変位量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の変位量測定装置において、
前記弾性率測定用のサブセットのサイズは、前記破壊ひずみ測定用のサブセットのサイズよりも大きい変位量測定装置。
【請求項４】
デジタル画像相関法による解析を行って供試体の変位量を測定する変位量測定方法であって、
前記供試体に描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得し、
前記取得した前記変形前の画像に基づいて、前記ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出し、
前記算出された斑点のサイズに基づいて、前記デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する変位量測定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の変位量測定方法において、
引張荷重を付与されて変形した前記供試体の前記ランダムパターンの画像を取得し、
前記斑点のサイズに基づいて、弾性率測定用のサブセットと、前記弾性率測定用のサブセットとはサイズが異なる破壊ひずみ測定用のサブセットとを、それぞれ決定し、
前記弾性率測定用のサブセットまたは前記破壊ひずみ測定用のサブセットを用いて前記デジタル画像相関法の解析を行い、前記供試体の変位量を測定する変位量測定方法。
【請求項６】
請求項５に記載の変位量測定方法において、
前記弾性率測定用のサブセットのサイズは、前記破壊ひずみ測定用のサブセットのサイズよりも大きい変位量測定方法。
【請求項７】
デジタル画像相関法による解析を行って供試体の変位量を測定するための変位量測定プログラムであって、
前記供試体に描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにおいて取得した前記変形前の画像に基づいて、前記ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出する算出ステップと、
前記算出ステップで算出された斑点のサイズに基づいて、前記デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する決定ステップとをコンピュータに実行させる変位量測定プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の変位量測定プログラムにおいて、
前記取得ステップにおいて、さらに、引張荷重を付与されて変形した前記供試体の前記ランダムパターンの画像を取得し、
前記決定ステップにおいて、前記斑点のサイズに基づいて、弾性率測定用のサブセットと、前記弾性率測定用のサブセットとはサイズが異なる破壊ひずみ測定用のサブセットとを、それぞれ決定し、
前記弾性率測定用のサブセットまたは前記破壊ひずみ測定用のサブセットを用いて前記デジタル画像相関法の解析を行い、前記供試体の変位量を測定する解析ステップをさらに備える変位量測定プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載の変位量測定プログラムにおいて、
前記弾性率測定用のサブセットのサイズは、前記破壊ひずみ測定用のサブセットのサイズよりも大きい変位量測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位量測定装置、変位量測定方法および変位量測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
材料試験機により供試体である試験片に対して引張試験等の材料試験を行う場合に、引張や圧縮等の荷重を受ける供試体の変形前後のデジタル画像に基づいて変位量を測定するデジタル画像相関法（DIC, Digital Image Correlation）と呼ばれる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。デジタル画像相関法においては、供試体の変形前後のデジタル画像に基づいて、供試体上に設定した任意の計測点が荷重を受けた後にどの位置に移動したのかを把握することにより、供試体の変形に関する情報を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７８６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
デジタル画像相関法では、物体表面に描かれたランダムな模様の変形前後の画像を比較し、サブセットと呼ばれる複数の画素からなる解析領域の変形前後の位置を求める。デジタル画像相関法において精度よく変位量を測定するために、サブセットを適切に設定することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によると、デジタル画像相関法による解析を行って供試体の変位量を測定する変位量測定装置は、前記供試体に描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得する取得部と、前記取得部で取得した前記変形前の画像に基づいて、前記ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出する算出部と、前記算出部で算出された斑点のサイズに基づいて、前記デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する決定部とを備える。
本発明の第２の態様によると、デジタル画像相関法による解析を行って供試体の変位量を測定する変位量測定方法であって、前記供試体に描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得し、前記取得した前記変形前の画像に基づいて、前記ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出し、前記算出された斑点のサイズに基づいて、前記デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する。
本発明の第３の態様によると、デジタル画像相関法による解析を行って供試体の変位量を測定するための変位量測定プログラムは、前記供試体に描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得する取得ステップと、前記取得ステップにおいて取得した前記変形前の画像に基づいて、前記ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出する算出ステップと、前記算出ステップで算出された斑点のサイズに基づいて、前記デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する決定ステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態に係る変位量測定を実施するために用いられる材料試験機の概略図である。
【図２】図２（ａ）（ｂ）は、供試体に描かれるランダムパターンの一例と、ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを説明する図である。
【図３】図３は、変位量測定を説明するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態におけるＤＩＣ解析の解析条件の決定と変位量の測定の処理について説明するフローチャートである。
【図５】図５は、供試体の変位量に基づく応力−ひずみ線図である。
【図６】図６は、プログラムの提供の様子を示す図である。
【図７】図７は、実施例に用いた試験片に塗布されたランダムパターンの斑点のフェレー径のヒストグラムである。
【図８】図８は、実施例の試験結果に基づく微小変形領域における応力−ひずみ線図である。
【図９】図９は、実施例による微小変形領域における弾性率の算出結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る材料試験機の概略図である。図１に示すように本実施の形態に係る材料試験機１は、基台１１と、基台１１上に立設された左右一対のねじ棹１２と、これらのねじ棹１２の上部に配設されたヨーク１３と、クロスヘッド１５とを備える。クロスヘッド１５は左右一対のねじ棹１２と螺合するナット部を備え、ねじ棹１２に対して昇降する。
【０００９】
基台１１の下方には、圧縮および引張負荷用のモータ２０と、モータ２０の駆動により回転する同期プーリー２１と、一対のねじ棹１２の下端部にそれぞれ配設された同期プーリー２２と、同期ベルト２３とが配置されている。同期プーリー２１と同期プーリー２２はそれぞれ同期ベルト２３と係合している。モータ２３の駆動により同期プーリー２１と同期プーリー２２が回転し、これに同期して一対のねじ棹１２が回転する。一対のねじ棹１２が回転することにより、クロスヘッド１５はねじ棹１２の軸方向に昇降する。
【００１０】
クロスヘッド１５には、ロードセル１６を介して、供試体（試験片）ＴＰの上端部を把持するための上つかみ具３１が取り付けられている。基台１１には、供試体ＴＰの下端部を把持するための下つかみ具３２が取り付けられている。引張試験を行う場合には、供試体ＴＰの両端部を上つかみ具３１および下つかみ具３２により把持した状態で、クロスヘッド１５を上昇させることにより、供試体ＴＰに試験力（引張荷重）を付与する。
【００１１】
一方のねじ棹１２を覆う支柱（不図示）にはデジタルカメラ３５が設置されており、上つかみ具３１および下つかみ具３２により把持された供試体ＴＰの画像を撮影する。デジタルカメラ３５は、ＣＣＤセンサ等のイメージセンサを備え、静止画もしくは動画の撮影が可能である。デジタルカメラ３５の位置は調整可能であり、供試体ＴＰにおける変位量の測定に必要な領域が撮影可能となるように位置が調整される。デジタルカメラ３５で取得された静止画もしくは動画の画像データは処理装置４０に入力される。また、ロードセル１６によって検出された供試体ＴＰに作用する試験力も処理装置４０に入力される。
【００１２】
処理装置４０は、材料試験機１から入力された画像データ等の信号に基づいて、デジタル画像相関法（DIC, Digital Image Correlation）による解析（以降、ＤＩＣ解析と呼ぶ）を行って供試体ＴＰにおける変位量の演算を行う。処理装置４０は、論理演算を実行するＣＰＵ、演算に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、および演算時にデータ等が一時的に格納されるＲＡＭ等の記憶装置等を有するコンピュータから構成される。処理装置４０にはキーボード等の入力部４１、および液晶表示装置等の表示部４２が接続されている。また、材料試験機１の動作を制御する制御装置３６も処理装置４０に接続されている。
【００１３】
ＤＩＣ解析により供試体ＴＰの変位量を測定する場合は、図２（ａ）に示すようなランダムな模様（ランダムパターンあるいはスペックルパターンとも呼ぶ）を供試体ＴＰの表面に描き、引張試験による変形前後の画像を比較して供試体ＴＰの変位量（変形量）を検出する。図２（ａ）はスプレー塗布により、黒色の熱可塑性樹脂を用いた炭素繊維強化プラスチック（熱可塑性ＣＦＲＰ）からなる供試体ＴＰの表面に白色の塗料を塗布したランダムパターンの一例である。
【００１４】
ＤＩＣ解析では、サブセットと呼ばれる複数の画素からなる解析領域を変形前の画像に設定し、マッチング処理等を行って変形後の画像におけるそのサブセットの位置を求めることにより、物体平面における変位量を求めることができる。ＤＩＣ解析は供試体ＴＰの表面にひずみゲージ等のセンサを接触させる必要がなく、複雑な光学系も不要である。また、ＤＩＣ解析は、取得した画像データに基づいて引張試験後に供試体ＴＰの任意の箇所において変位量を解析することが可能であるため、高い汎用性がある。
【００１５】
ＤＩＣ解析により変位量を測定する際の解析精度は、上述した物体表面に描かれたランダムパターンの斑点（スペックル）の大きさと、サブセットのサイズとに関連がある。例えば、サブセットのサイズを小さくすると、大きな変形に伴って物体に生じる局所的なひずみ、いわゆる破壊ひずみ、を精度よく測定することができ、ひずみの集中箇所を可視化するひずみ分布分解能を高くすることができる。ただし、サブセットサイズが小さいとノイズレベルが上昇するため、微小なひずみ測定を行う必要のある弾性率測定を正確に行うことができない。これに対し、サブセットサイズを大きくすると、ひずみの測定値が平均化されるため弾性率測定の精度を向上させることができる。ただし、サブセットサイズが大きいと局所的に生じる破壊ひずみを精度よく測定することはできない。
【００１６】
ＤＩＣ解析による物体の弾性率測定、および破壊ひずみの測定等に要求される測定精度は、ひずみゲージによる測定結果に対する相対的な誤差が１％程度より小さいことが望ましい。なお、ＤＩＣ解析による絶対的な測定精度はひずみの大きさによって異なる。具体的には、ひずみが微小な領域（微小変形領域）での測定が必要な弾性率測定については、測定値のばらつきを防ぐために厳しい精度が求められる。一方、ひずみが大きな領域（大変形領域）での測定が必要な破壊ひずみ測定については、余裕のある精度が許容されている。
【００１７】
従来、引張試験におけるＤＩＣ解析の実施者は、接触式ひずみゲージの出力値とＤＩＣ解析による測定値とを比較しながら、トライアンドエラーで試験対象となる物体の物性値と要求される絶対精度に適したサブセットのサイズを決定する作業を行う必要があった。この作業に多大な時間がかかることにより、ＤＩＣ解析によるひずみ測定に膨大な時間がかかっていた。また、サブセットサイズの決定がＤＩＣ解析の実施者の裁量にゆだねられている場合、解析実施者によってＤＩＣ解析によるひずみの測定値にばらつきが生じ、測定値の信頼性が担保できなくなるおそれがあった。
【００１８】
そこで、本発明の一実施の形態においては、精度よくひずみを測定するために、ＤＩＣ解析に用いるサブセットのサイズ、すなわちＤＩＣ解析の解析条件を自動的に適切な値に設定する。
【００１９】
以下に、本発明の一実施の形態においてＤＩＣ解析の解析条件をどのように決定するかを説明する。まず、図３のフローチャートを用いて、変位量測定の流れを説明する。本実施の形態においては、例えば図２（ａ）に示すようなランダムパターンが描かれた供試体ＴＰに試験力（引張荷重）を付与し、その変位量をＤＩＣ解析により求める。
【００２０】
ステップＳ１０で、材料試験機１の上つかみ具３１および下つかみ具３２に把持された供試体ＴＰを、試験力を付与する前にデジタルカメラ３５により撮像する。ここでデジタルカメラ３５により撮像される供試体ＴＰの画像は、試験力を付与されて変形する前の供試体ＴＰに描かれたランダムパターンの画像である。
【００２１】
ステップＳ２０で、材料試験機１のクロスヘッド１５を上昇し、供試体ＴＰに対して試験力（引張荷重）を付与する。ステップＳ３０では、試験力を付与している間、デジタルカメラ３５によって供試体ＴＰを撮像する。ここでデジタルカメラ３５によって撮像される供試体ＴＰの画像は、試験力を付与されて変形した供試体ＴＰのランダムパターンの画像である。なお、デジタルカメラ３５は、試験力が付与されている間の供試体ＴＰの動画を撮像してもよいし、試験力が付与されている間、逐次、静止画を撮像してもよい。
【００２２】
ステップＳ４０では、後述するように処理装置４０において変形前後のランダムパターンの画像に基づいてＤＩＣ解析を行い、供試体ＴＰの変形に伴う変位量を測定する。これにより、図３に示すフローチャートの処理を終了する。
【００２３】
つぎに、処理装置４０において実行するＤＩＣ解析の解析条件の決定と変位量の測定の処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。図４のフローチャートに示す処理は、処理装置４０においてＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより行われる。
【００２４】
なお、処理装置４０には、デジタルカメラ３５の画素数と視野サイズとの関係に基づくピクセル分解能に関する情報が予め入力されている。視野サイズとは、デジタルカメラ３５によって撮像される範囲の所定方向の長さであり、デジタルカメラ３５で用いるレンズに依存する。視野サイズを画素数で除算した値がピクセル分解能である。
【００２５】
まず、ステップＳ４０１で、処理装置４０は、図３のフローチャートのステップＳ１０で撮像した変形前のランダムパターンの画像を取得する。ステップＳ４０２で処理装置４０は、図３のフローチャートのステップＳ３０で撮像した変形後のランダムパターンの画像を取得する。
【００２６】
ステップＳ４０３では、処理装置４０は、ステップＳ４０１で取得した変形前のランダムパターンの画像に基づいて、ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出する。ランダムパターンに含まれる斑点の形状は一様ではなく、例えば図２（ｂ）に示すようにいびつな形状をしている。そこで、斑点のサイズは、斑点のフェレー径に基づいて算出する。フェレー径とは、対象物に外接する矩形の縦方向および横方向の長さのことである。
【００２７】
本実施の形態では、画像解析により、ランダムパターンに含まれる多数の斑点について、図２（ｂ）に示すように縦方向のフェレー径を算出する。縦方向は、供試体ＴＰに付与される試験力の方向に沿った方向である。処理装置４０は、算出したフェレー径のヒストグラムを求め、その最頻値を斑点のサイズとして決定する。
【００２８】
ステップＳ４０４で処理装置４０は、ステップＳ４０３で決定したランダムパターンの斑点のサイズに基づいて、ＤＩＣ解析に用いる解析条件であるサブセットのサイズを決定する。上述したように、ＤＩＣ解析の解析精度はランダムパターンの斑点のサイズとサブセットのサイズに関連がある。物体の弾性率測定にはサブセットのサイズが大きいことが望ましく、破壊ひずみの測定にはサブセットのサイズが小さいことが望ましい。
【００２９】
本実施の形態では、適切なサブセットサイズを自動的に決定するために斑点のサイズに着目し、斑点のサイズに基づいて、弾性率測定用のサブセットのサイズと、これよりも小さい破壊ひずみ測定用のサブセットのサイズとを、それぞれ算出する。具体的には、斑点のサイズの６倍よりも大きい値を、弾性率測定用のサブセットのサイズとして決定する。一方、斑点のサイズの１〜６倍程度の値を、破壊ひずみ測定用のサブセットのサイズとして決定する。
【００３０】
ステップＳ４０５では、ステップＳ４０４でサイズを決定したサブセットを用いてＤＩＣ解析を行い、供試体ＴＰの変位量を測定する。
ステップＳ４０６では、ステップＳ４０５で測定した供試体ＴＰの変位量に基づいて応力−ひずみ線図を作成する。図５に、供試体の変位量に基づく応力−ひずみ線図の一例を示す。具体的には、図３のフローチャートのステップＳ２０で実施した引張試験の荷重データ（応力データ）を取得し、ステップＳ４０５で測定した供試体ＴＰの変位量に基づくひずみ値のデータと合成する。図５の応力−ひずみ線図において、微小変形領域は弾性率測定用のサブセットを用いてＤＩＣ解析を行って得られたひずみ値のデータであり、大変形領域は破壊ひずみ測定用のサブセットを用いてＤＩＣ解析を行って得られたひずみ値のデータを用いている。
【００３１】
これにより、図４に示す処理を終了する。
【００３２】
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）処理装置４０は、デジタル画像相関法による解析を行って供試体ＴＰの変位量を測定する。処理装置４０は、供試体ＴＰに描かれたランダムパターンの変形前の画像を取得する取得部と、取得部で取得した変形前の画像に基づいて、ランダムパターンに含まれる斑点のサイズを算出する算出部と、算出部で算出された斑点のサイズに基づいて、デジタル画像相関法の解析に用いるサブセットのサイズを決定する決定部と、を機能的に有する。このように、ランダムパターンの斑点のサイズに基づいて自動的にサブセットのサイズを決定することにより、ＤＩＣ解析の実施者が多大な時間をかけてサブセットのサイズを決定する必要がなくなり、ＤＩＣ解析による変位量測定を効率的に行うことができる。また、実施者によってサブセットサイズの決定の仕方が異なることに起因する測定値のばらつきがなくなり、実施者によらず測定値の信頼性を担保することが可能となる。
【００３３】
（２）処理部４０は、さらに、引張荷重を付与されて変形した供試体ＴＰのランダムパターンの画像を取得し、斑点のサイズに基づいて、弾性率測定用のサブセットと、弾性率測定用のサブセットとはサイズが異なる破壊ひずみ測定用のサブセットとを、それぞれ決定する。処理部４０はさらに、弾性率測定用のサブセットまたは破壊ひずみ測定用のサブセットを用いてデジタル画像相関法の解析を行い、供試体の変位量を測定する解析部を機能的に有する。弾性率測定用のサブセットと、弾性率測定用のサブセットとはサイズが異なる破壊ひずみ測定用のサブセットとを決定し、これらを用いてＤＩＣ解析を行うことにより、引張試験の目的に応じた測定値を精度よく算出することができる。
【００３４】
（３）弾性率測定用のサブセットのサイズは、破壊ひずみ測定用のサブセットのサイズよりも大きい。これにより、サイズの大きな弾性率測定用のサブセットを用いたＤＩＣ解析により、弾性率測定の精度を向上させることができる。また、サイズの小さい破壊ひずみ測定用のサブセットを用いてＤＩＣ解析を行うことにより、破壊ひずみを精度よく測定し、ひずみ分布分解能を高くすることができる。
【００３５】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（１）上述した実施の形態では、ＤＩＣ解析の解析条件として、弾性率測定用のサブセットと破壊ひずみ測定用のサブセットとを決定した。ただし、これには限定されず、引張試験の目的に応じて適切なサイズのサブセットを設定することができれば、弾性率測定用のサブセットと破壊ひずみ測定用のサブセットのいずれか一方のみを設定してもよい。
【００３６】
（２）上述した実施の形態では、図４のフローチャートに示したように、ＤＩＣ解析の解析条件を設定し（ステップＳ４０４）、設定した解析条件に基づいてＤＩＣ解析を行って変位量を測定したが（ステップＳ４０５）、これには限定されない。例えば、変形前のランダムパターンの画像に基づいてＤＩＣ解析の解析条件の決定のみを行うように構成してもよい。また、応力−ひずみ線図の作成（ステップＳ４０６）は省略してもよい。
【００３７】
（３）上述した実施の形態では、図４のフローチャートに従って処理を行うと説明したが、処理の順番は図４に示したものには限定されない。例えば、ステップＳ４０２で行う変形後のランダムパターン取得の処理を、ステップＳ４０４で行うサブセットサイズの決定処理の後に行ってもよい。
【００３８】
（４）また、上述した解析条件の決定および変位量の測定に関するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体やインターネットなどのデータ信号を通じて提供することができる。図６はその様子を示す図である。パーソナルコンピュータ３００は、ＣＤ−ＲＯＭ３０４を介してプログラムの提供を受ける。また、パーソナルコンピュータ３００は通信回線３０１との接続機能を有する。コンピュータ３０２は上記プログラムを提供するサーバーコンピュータであり、ハードディスク３０３などの記録媒体にプログラムを格納する。通信回線３０１は、インターネット、パソコン通信などの通信回線、あるいは専用通信回線などである。コンピュータ３０２はハードディスク３０３を使用してプログラムを読み出し、通信回線３０１を介してプログラムをパーソナルコンピュータ３００に送信する。すなわち、プログラムをデータ信号として搬送波にembodyして、通信回線３０１を介して送信する。このように、プログラムは、記録媒体や搬送波などの種々の形態のコンピュータ読み込み可能なコンピュータプログラム製品として供給できる。
【００３９】
（５）上述した実施の形態では、図２（ａ）に示すように、ランダムパターンの一例として黒色の熱可塑性ＣＦＲＰからなる物体の表面に白色の塗料をスプレー塗布したものを説明したが、ランダムパターンはこれには限定されない。黒色以外の試験片や白色以外の塗料を用いてもよいし、スプレー塗布以外の方法によりランダムパターンを描いてもよい。
（６）上述した実施の形態では、ランダムパターンに含まれる斑点のフェレー径を検出し、その最頻値を斑点のサイズとして決定した。ただし、これには限定されず、例えばフェレー径の中央値や平均値を、斑点のサイズとして採用してもよい。また、フェレー径以外の指標を用いて斑点のサイズを検出するようにしてもよい。
【００４０】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
【実施例】
【００４１】
以下の実施例では、ＰＥ製のＩＳＯ５２７Ｂ型試験片に対して引張試験を実施した試験結果を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に示された条件に限定されない。
【００４２】
試験片はＩＳＯ５２７Ｂ型試験片、標線間距離ＧＬは１ｍｍである。試験片を撮像したデジタルカメラの画素数は５００万画素、ピクセル分解能は約１７μｍである。
【００４３】
図７に、本実施例に用いた試験片に塗布されたランダムパターンの斑点のフェレー径のヒストグラムを示す。図７に示すように、フェレー径の最頻値は５０μｍ〜１００μｍであるので、斑点のサイズを約７５μｍとする。
【００４４】
２５×２５ピクセル（サブセット１）、５１×５１ピクセル（サブセット２）、１０１×１０１ピクセル (サブセット３)の３種類のサイズのサブセットを用いてＤＩＣ解析を行った。サブセット１のサイズ（４２５×４２５μｍ）は斑点のサイズの約５．６倍、サブセット２のサイズ（８６７×８６７μｍ）は斑点のサイズの約１１．５６倍、サブセット３のサイズ（１７１７×１７１７μｍ）は斑点のサイズの約２２．９倍である。
【００４５】
さらに、同一試験において、標線間距離ＧＬ＝１ｍｍのひずみゲージ、および標線間距離ＧＬ＝５０ｍｍの伸び計を用いて計測を行った。
【００４６】
図８に、本実施例の試験結果に基づく微小変形領域における応力−ひずみ線図を示す。図８に示すように、サブセット２とサブセット３の試験結果はノイズが小さく、ひずみゲージと比較した場合の誤差は０．５μｍ程度であり、微小変形領域における絶対精度の許容範囲内となる良好な測定結果が得られた。サブセット１の試験結果は、ノイズが大きいが、ひずみゲージの出力と比較した場合の相対的な誤差は２μｍ程度であり、破壊ひずみの測定には許容される程度の誤差である。
【００４７】
図９に、本実施例によるひずみ０．０５〜０．２５％の微小変形領域における弾性率の算出結果を示す。図９に示すように、サブセット１の場合の弾性率算出値は、ひずみゲージや伸び計の算出結果に対して誤差が大きく、微小変形領域における弾性率の測定には適さないことがわかった。サブセット２、サブセット３の場合は良好な算出結果が得られた。
【符号の説明】
【００４８】
１：材料試験機、３１：上つかみ具、３２：下つかみ具、４０：処理装置、ＴＰ：供試体
【図１】
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【図２】
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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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【図８】
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【図９】
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