(57)【要約】【課題】１台の撮像部によって試験対象の変位分布及び３次元形状を検出する。。【解決手段】試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１には、第１色で第１画像ＰＴ１１が形成されており、変位形状検出装置２００は、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１に、第１色と相違する第２色の第２画像ＰＴ２１を第１画像ＰＴ１１と重なるように投影する投影部７と、試験対象ＴＰの変形に伴い、第１画像ＰＴ１１が変形した第１変形画像ＰＴ１２と、第２画像ＰＴ２１が変形した第２変形画像ＰＴ２２とを撮像して、第３画像ＰＴ３を生成する撮像部６と、第３画像ＰＴ３から第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを抽出する抽出部８３と、第１変形画像ＰＴ１２に基づき試験対象ＴＰの変位分布を算出する第１算出部８４と、第２変形画像ＰＴ２２に基づき試験対象ＴＰの３次元形状を算出する第２算出部８５と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料試験機によって変形する試験対象の変位分布及び３次元形状を検出する変位形状検出装置であって、
前記試験対象の特定面には、第１色で第１画像が形成されており、
前記試験対象の前記特定面に、前記第１色と相違する第２色で形成された第２画像を前記第１画像と重なるように投影する投影部と、
前記試験対象の変形に伴い、前記第１画像が変形した第１変形画像と、前記第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する撮像部と、
前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する抽出部と、
前記第１変形画像に基づき、前記試験対象の変位分布を算出する第１算出部と、
前記第２変形画像に基づき、前記試験対象の３次元形状を算出する第２算出部と、を備える、変位形状検出装置。
【請求項２】
前記第１色と前記第２色とは、赤色、青色、及び緑色のうちのいずれかである、請求項１に記載の変位形状検出装置。
【請求項３】
前記第１色は、前記試験対象の色に応じて決定される、請求項１又は２に記載の変位形状検出装置。
【請求項４】
前記第３画像は、複数の画素で構成され、
前記撮像部は、複数の画素の各々の赤色の画素値、青色の画素値、及び緑色の画素値を撮像可能に構成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の変位形状検出装置。
【請求項５】
前記撮像部は、
外部から入力する光を赤色光と、青色光と、緑色光とに分光する分光部と、
前記赤色光に対応する画像を生成する第１イメージセンサーと、
前記青色光に対応する画像を生成する第２イメージセンサーと、
前記緑色光に対応する画像を生成する第３イメージセンサーと、を備える、請求項４に記載の変位形状検出装置。
【請求項６】
前記撮像部によって前記第１画像を撮像することによって形成された画像の色を示す第１色スペクトルと、前記撮像部によって前記第２画像を撮像することによって形成された画像の色を示す第２色スペクトルと、を検出する検出部を備え、
前記抽出部は、前記第１色スペクトルと前記第２色スペクトルとに基づき、前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する、請求項１から５のいずれか１項に記載の変位形状検出装置。
【請求項７】
前記投影部は、前記第２色からなるレーザー光を出射するＬＥＤ光源と、前記第２画像のパターンに対応するスリットが形成された不透明のシートとを備え、
前記レーザー光を、前記スリットを経由して前記試験対象の前記特定面に照射することによって、前記第２色で形成された第２画像を投影する、請求項１から６のいずれか１項に記載の変位形状検出装置。
【請求項８】
材料試験機によって変形する試験対象の変位分布及び３次元形状を検出する変位形状検出方法であって、
前記試験対象の特定面に、第１色で第１画像を形成する形成ステップと、
前記試験対象の前記特定面に、前記第１色と相違する第２色の第２画像を前記第１画像と重なるように投影する投影ステップと、
前記試験対象の変形に伴い、前記第１画像が変形した第１変形画像と、前記第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する撮像ステップと、
前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する抽出ステップと、
前記第１変形画像に基づき、前記試験対象の変位分布を算出する第１算出ステップと、
前記第２変形画像に基づき、前記試験対象の３次元形状を算出する第２算出ステップと、を含む、変位形状検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位形状検出装置、及び変位形状検出方法の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試験対象に試験力を付与し、試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機が知られている。
また、材料試験機の一例として引張試験機において、試験片に標点に対応する少なくとも２つのマーカーを付し、試験中にそのマーカー間の距離及び形状変化を２台の撮像装置によって撮影し、試験片の刻々の断面積と標点間距離とを測定する測定装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６９４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の引張試験機では、２台の撮像装置を使用するため、両者の間のキャリブレーションを行う必要があった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、１台の撮像装置によって試験対象の変位分布及び３次元形状を検出できる変位形状検出装置、及び変位形状検出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】
【０００６】
本発明の第１の態様は、材料試験機によって変形する試験対象の変位分布及び３次元形状を検出する変位形状検出装置であって、前記試験対象の特定面には、第１色で第１画像が形成されており、前記試験対象の前記特定面に、前記第１色と相違する第２色で形成された第２画像を前記第１画像と重なるように投影する投影部と、前記試験対象の変形に伴い、前記第１画像が変形した第１変形画像と、前記第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する撮像部と、前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する抽出部と、前記第１変形画像に基づき、前記試験対象の変位分布を算出する第１算出部と、前記第２変形画像に基づき、前記試験対象の３次元形状を算出する第２算出部と、を備える、変位形状検出装置に関する。
【０００７】
本発明の第２の態様は、材料試験機によって変形する試験対象の変位分布及び３次元形状を検出する変位形状検出方法であって、前記試験対象の特定面に、第１色で第１画像を形成する形成ステップと、前記試験対象の前記特定面に、前記第１色と相違する第２色で形成された第２画像を前記第１画像と重なるように投影する投影ステップと、前記試験対象の変形に伴い、前記第１画像が変形した第１変形画像と、前記第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する撮像ステップと、前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する抽出ステップと、前記第１変形画像に基づき、前記試験対象の変位分布を算出する第１算出ステップと、前記第２変形画像に基づき、前記試験対象の３次元形状を算出する第２算出ステップと、を含む、変位形状検出方法に関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、撮像部が、試験対象の変形に伴い、第１画像が変形した第１変形画像と、第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する。そして、抽出部は、第３画像から第１変形画像と第２変形画像とを抽出する。また、第１算出部が、第１変形画像に基づき、試験対象の変位分布を算出し、第２算出部が、第２変形画像に基づき、試験対象の３次元形状を算出する。
したがって、１台の撮像部で生成された第３画像に基づいて、試験対象の変位分布及び３次元形状を検出できる。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、撮像ステップでは、試験対象の変形に伴い、第１画像が変形した第１変形画像と、第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する。そして、抽出ステップでは、第３画像から第１変形画像と第２変形画像とを抽出する。また、第１算出ステップでは、第１変形画像に基づき、試験対象の変位分布を算出し、第２算出ステップでは、第２変形画像に基づき、試験対象の３次元形状を算出する。
したがって、１台の撮像部で生成された第３画像に基づいて、試験対象の変位分布及び３次元形状を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る圧縮試験機の構成の一例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る変位形状検出装置の構成の一例を示す平面図である。
【図３】本実施形態に係る撮像部の構成の一例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る投影部の構成の一例を示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る制御部の構成の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る試験対象の変形状態の一例を示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る第１画像及び第１変形画像の一例を示す側面図である。
【図８】本実施形態に係る第２画像及び第２変形画像の一例を示す側面図である。
【図９】本実施形態に係る第３画像の一例を示す側面図である。
【図１０】本実施形態に係る第１色スペクトル及び第２色スペクトルの一例を示す図である。
【図１１】本実施形態の制御部の処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１２】
［１．圧縮試験機の構成］
図１は、本実施形態に係る圧縮試験機１の構成の一例を示す図である。
本実施形態の圧縮試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて、試料の圧縮強度、降伏点、歪み、絞りなどの機械的性質を測定する材料試験を行う。試験力Ｆは、圧縮力である。試験対象ＴＰは、試験対象の材料を示す。
圧縮試験機１は、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与えて圧縮試験を行う試験機本体２と、試験機本体２による圧縮試験動作を制御する制御ユニット４と、を備える。
なお、圧縮試験機１は、「材料試験機」の一例に対応する。
【００１３】
試験機本体２は、テーブル１３と、このテーブル１３上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹１８、１９と、これらのねじ棹１８、１９に沿って移動可能なクロスヘッド１０と、このクロスヘッド１０を移動させて試験対象ＴＰに負荷を与える負荷機構１２と、ロードセル１４と、を備える。ロードセル１４は、試験対象ＴＰに与えられる圧縮力である試験力Ｆを測定し、試験力測定信号ＳＧ１を出力するセンサである。
【００１４】
一対のねじ棹１８、１９は、クロスヘッド１０に挿通され、クロスヘッド１０は、各ねじ棹１８、１９に対して連結されている。
負荷機構１２は、各ねじ棹１８、１９の下端部に連結されるウォーム減速機１６、１７と、各ウォーム減速機１６、１７に連結されるサーボモータ１５と、ロータリエンコーダ２０と、を備える。ロータリエンコーダ２０は、サーボモータ１５の回転量を測定し、回転量に応じたパルス数の回転測定信号ＳＧ２を制御ユニット４に出力するセンサである。
そして負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のねじ棹１８、１９にサーボモータ１５の回転を伝達し、各ねじ棹１８、１９が同期して回転することにより、クロスヘッド１０がねじ棹１８、１９に沿って昇降する。
【００１５】
クロスヘッド１０には、試験対象ＴＰの上端部に圧縮力を付与するための上圧縮板２１が付設され、テーブル１３には、試験対象ＴＰの下端部を支持するための下圧縮板２２が付設されている。試験機本体２は、圧縮試験の際、試験対象ＴＰの両端部をこれらの上圧縮板２１及び下圧縮板２２により挟持した状態で、制御ユニット４の制御に従って、クロスヘッド１０を下降させることにより、試験対象ＴＰに試験力Ｆを与える。試験力Ｆは圧縮力である。
【００１６】
制御ユニット４は、統括制御装置３０と、表示装置３２と、試験プログラム実行装置３４と、を備える。
統括制御装置３０は、当該試験機本体２を中枢的に制御する装置であり、試験機本体２との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体２から受信する信号は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２及び制御や試験に要する適宜の信号などである。
表示装置３２は、統括制御装置３０から入力される信号に基づいて各種情報を表示する装置であり、例えば、圧縮試験の間、回転測定信号ＳＧ２に基づくクロスヘッド１０の変位を示す変位計測値ＸＤを表示装置３２に表示する。
【００１７】
試験プログラム実行装置３４は、圧縮試験の試験条件といった各種設定パラメータの設定操作や実行指示操作などのユーザ操作を受け付け、統括制御装置３０に出力する機能や、試験力計測値ＦＤのデータを解析する機能などを備えた装置である。
本実施形態の試験プログラム実行装置３４はコンピュータを備え、このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ)やＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ)などのメモリデバイスと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）などのストレージ装置と、統括制御装置３０や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータプログラムである圧縮試験プログラムを実行することで、上述の各種の機能を実現する。
【００１８】
次いで、本実施形態の統括制御装置３０について、更に詳述する。
統括制御装置３０は、図１に示すように、信号入出力ユニット４０と、制御回路ユニット５０と、を備える。
信号入出力ユニット４０は、試験機本体２との間で信号を送受する入出力インターフェース回路を構成するものであり、本実施形態では、センサアンプ４２と、カウンタ回路４３と、サーボアンプ４４とを有する。
センサアンプ４２は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
カウンタ回路４３は、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２のパルス数を計数し、サーボモータ１５の回転量、すなわちサーボモータ１５の回転によって昇降するクロスヘッド１０の変位計測値ＸＤを示す変位測定信号Ａ３を制御回路ユニット５０にデジタル信号で出力する。
サーボアンプ４４は、制御回路ユニット５０の制御に従って、サーボモータ１５を制御する装置である。
【００１９】
［２．制御回路ユニットの構成］
制御回路ユニット５０は、図１に示すように、通信部５１と、フィードバック制御部５２とを備える。
制御回路ユニット５０は、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤ等のストレージ装置と、信号入出力ユニット４０とのインターフェース回路と、試験プログラム実行装置３４と通信する通信装置と、表示装置３２を制御する表示制御回路と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備える。また、制御回路ユニット５０のプロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶された制御プログラムを実行することで、図１に示す各機能部を実現する。
また、信号入出力ユニット４０のインターフェース回路にはＡ／Ｄ変換器が設けられており、アナログ信号の試験力測定信号ＳＧ１がＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
なお、制御回路ユニット５０は、コンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。
【００２０】
通信部５１は、試験プログラム実行装置３４との間で通信し、試験条件の設定や各種設定パラメータの設定値、圧縮試験の実行指示や中断指示などを試験プログラム実行装置３４から受信する。また、通信部５１は、試験力測定信号ＳＧ１に基づく試験力計測値ＦＤを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。また、通信部５１は、回転測定信号ＳＧ２に基づく変位計測値ＸＤを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。
【００２１】
フィードバック制御部５２は、試験機本体２のサーボモータ１５をフィードバック制御して圧縮試験を実行する。フィードバック制御部５２は、サーボモータ１５のフィードバック制御を実行する回路である。
フィードバック制御部５２が位置制御を実行する場合には、フィードバック制御部５２は、例えば、ロードセル１４が出力する試験力計測値ＦＤについて位置制御を実行する。この場合には、フィードバック制御部５２は、試験力計測値ＦＤを試験力目標値ＦＴに一致させるように変位計測値ＸＤの指令値ｄＸを演算し、当該指令値ｄＸを示す指令信号Ａ４をサーボアンプ４４に出力する。なお、試験力目標値ＦＴは、試験力計測値ＦＤの目標値を示す。
なお、本実施形態において、「位置制御」とは、センサ等によって測定された検出値を、その目標値に一致させるように制御することを示す。
【００２２】
また、本実施形態では、フィードバック制御部５２が位置制御を実行する場合について説明するが、フィードバック制御部５２が速度制御を実行してもよい。フィードバック制御部５２は、例えば、ロードセル１４が出力する試験力計測値ＦＤについて速度制御を実行する。この場合には、フィードバック制御部５２は、試験力計測値速度ＶＦを試験力速度目標値ＶＦＴに一致させるように変位計測値ＸＤの指令値ｄＸを演算し、当該指令値ｄＸを示す指令信号Ａ４をサーボアンプ４４に出力する。試験力計測値速度ＶＦは、試験力計測値ＦＤの単位時間当たりの変化量を示し、試験力速度目標値ＶＦＴは、試験力計測値速度ＶＦの目標値を示す。
なお、本実施形態において、「速度制御」とは、センサ等によって測定された検出値の単位時間当たりの変化量を、その目標値に一致させるように制御することを示す。
【００２３】
［３．変位形状検出装置の構成］
図２は、本実施形態に係る変位形状検出装置２００の構成の一例を示す平面図である。
図２に示すように、変位形状検出装置２００は、撮像部６と、投影部７と、制御部８とを備える。
【００２４】
試験対象ＴＰの特定面には、第１色で第１画像ＰＴ１１が形成されている。第１色は、例えば、赤色である。特定面は、試験対象ＴＰの撮像部６に近接する側の面を示す。第１画像ＰＴ１１については、後述にて図６及び図７を参照して説明する。
第１色は、試験対象ＴＰの色に応じて決定されることが好ましい。例えば、第１色は、試験対象の色に対してコントラストの大きい色に決定する。試験対象ＴＰが、例えば、金属である場合には、第１色は、赤色、緑色、及び青色のいずれかに決定すればよい。
【００２５】
投影部７は、制御部８の指示に従って、第２色の第２画像ＰＴ２１を第１画像ＰＴ１１と重なるように投影する。第２色は、第１色と相違する。第２色は、例えば、青色である。投影部７及び第２画像ＰＴ２１については、後述にて図４及び図８を参照して説明する。
【００２６】
撮像部６は、制御部８の指示に従って、試験対象ＴＰの変形に伴い、第１画像ＰＴ１１が変形した第１変形画像ＰＴ１２と、第２画像ＰＴ２１が変形した第２変形画像ＰＴ２２とを撮像して、第３画像ＰＴ３を生成する。撮像部６の構成については、後述にて図３を参照して説明する。第１変形画像ＰＴ１２については、後述にて図６及び図７を参照して説明する。第２変形画像ＰＴ２２については、後述にて図８を参照して説明する。第３画像ＰＴ３については、後述にて図９を参照して説明する。
【００２７】
撮像部６の撮影方向Ｃ６と、投影部７の投射方向Ｃ７とは、角θをなす。撮影方向Ｃ６は、撮像部６の撮影範囲の中心を示す。投射方向Ｃ７は、投影部７の投射光の中心を示す。角θは、例えば４５度である。
【００２８】
制御部８は、変位形状検出装置２００の動作を制御する。また、制御部８は、制御回路ユニット５０と通信可能に構成され、制御回路ユニット５０からの指示に従って、撮像部６及び投影部７の動作を制御する。具体的には、制御部８は、制御回路ユニット５０からの指示に従って、撮像部６の撮影タイミングを決定する。また、制御部８は、制御回路ユニット５０からの指示に従って、投影部７の投射開始タイミング及び投射終了タイミングを決定する。制御部８の構成については、後述にて図５を参照して詳細に説明する。
【００２９】
［３−１．撮像部の構成］
図３は、本実施形態に係る撮像部６の構成の一例を示す図である。
第３画像ＰＴ３は、複数の画素で構成され、撮像部６は、複数の画素の各々の赤色の画素値、青色の画素値、及び緑色の画素値を撮像可能に構成される。
具体的には、撮像部６は、図３に示すように、イメージセンサー６１と分光部６２とを備える。
【００３０】
分光部６２は、外部から入力する光Ｌ０を赤色光ＬＲと、青色光ＬＢと、緑色光ＬＧとに分光する。分光部６２は、第１分光部６２１と、第２分光部６２２とを備える。また、イメージセンサー６１は、第１イメージセンサー６１１と、第２イメージセンサー６１２と、第３イメージセンサー６１３とを備える。
【００３１】
第１分光部６２１は、青色光ＬＢと緑色光ＬＧとを透過し、赤色光ＬＲを反射する。その結果、第１分光部６２１によって、赤色光ＬＲは、第１イメージセンサー６１１に入光する。そして、第１イメージセンサー６１１は、赤色光ＬＲに対応する画像を生成する。すなわち、第１イメージセンサー６１１は、複数の画素の各々の赤色の画素値を撮像する。
第２分光部６２２は、青色光ＬＢを透過し、緑色光ＬＧを反射する。その結果、第２分光部６２２によって、青色光ＬＢは、第２イメージセンサー６１２に入光し、緑色光ＬＧは、第３イメージセンサー６１３に入光する。そして、第２イメージセンサー６１２は、青色光ＬＢに対応する画像を生成し、第３イメージセンサー６１３は、緑色光ＬＧに対応する画像を生成する。すなわち、第２イメージセンサー６１２は、複数の画素の各々の青色の画素値を撮像し、第３イメージセンサー６１３は、複数の画素の各々の緑色の画素値を撮像する。
【００３２】
図３を参照して説明したように、撮像部６は、いわゆる「３板式カメラ」であって、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の赤色の画素値、青色の画素値、及び緑色の画素値を撮像可能に構成されるため、第３画像ＰＴ３を、いわゆる「単板式カメラ」で撮像する場合と比較して、正確な画像を生成できる。
【００３３】
［３−２．投影部の構成］
図４は、本実施形態に係る投影部７の構成の一例を示す斜視図である。
図４に示すように、投影部７は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源７１と、シート７２とを備える。
【００３４】
ＬＥＤ光源７１は、赤色、青色、及び緑色のうちのいずれかの色の光を、シート７２に向けて出射する。本実施形態は、ＬＥＤ光源７１は、青色の光を出射する。青色は、「第２色」の一例に対応する。
【００３５】
シート７２は、不透明な平板状に形成され、複数のスリット７２１が形成されている。複数のスリット７２１は、第２画像ＰＴ２１のパターンに対応する。本実施形態では、複数のスリット７２１は、上下方向に複数の直線状の帯が互いに平行に形成されたパターンに対応する。すなわち、複数のスリット７２１の各々は、上下方向に直線状に形成される。また、複数のスリット７２１の各々は、互いに平行に形成される。
【００３６】
ＬＥＤ光源７１から出射された光のうち、複数のスリット７２１のいずれかを透過した光が、試験対象ＴＰの特定面において第２画像ＰＴ２１を形成する。したがって、極めて簡素な構成で投影部７を実現できる。なお、第２画像ＰＴ２１については、後述にて図８を参照して説明する。
また、本実施形態では、投影部７は、ＬＥＤ光源７１とシート７２とを備えるが、本発明の実施形態はこれに限定されない。投影部７が、プロジェクターでもよい。この場合には、第２画像ＰＴ２１として種々の画像を投射できる。
【００３７】
［３−３．制御部の構成］
図５は、本実施形態に係る制御部８の構成の一例を示す図である。
図５に示すように、制御部８は、投影制御部８１と、撮像制御部８２と、抽出部８３と、第１算出部８４と、第２算出部８５とを備える。
また、制御部８は、ＣＰＵやＭＰＵ等のプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤ等のストレージ装置と、制御回路ユニット５０と通信する通信装置と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備える。また、制御部８のプロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶された制御プログラムを実行することで、図５に示す各機能部を実現する。
なお、制御部８は、コンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。
【００３８】
投影制御部８１は、投影部７の動作を制御する。具体的には、投影制御部８１は、圧縮試験を開始するときに、投影部７のＬＥＤ光源７１を点灯させる。また、投影制御部８１は、圧縮試験が終了した後に、ＬＥＤ光源７１を消灯させる。
【００３９】
撮像制御部８２は、撮像部６の動作を制御する。具体的には、撮像制御部８２は、圧縮試験を実行中に所定時間毎に第３画像ＰＴ３を生成させる。所定時間は、例えば０．１秒である。また、撮像制御部８２は、第３画像ＰＴ３を示すデータを撮像部６から取得する。
【００４０】
抽出部８３は、第３画像ＰＴ３から第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを抽出する。第１変形画像ＰＴ１２は、試験対象ＴＰの変形に伴い、第１画像ＰＴ１１が変形した画像を示す。第２変形画像ＰＴ２２は、試験対象ＴＰの変形に伴い、第２画像ＰＴ２１が変形した画像を示す。
具体的には、抽出部８３は、第１色スペクトルＳＰ１と第２色スペクトルＳＰ２とに基づき、第３画像ＰＴ３から第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを抽出する。抽出部８３の処理の詳細については、後述にて図１０を参照して説明する。
【００４１】
第１算出部８４は、第１変形画像ＰＴ１２に基づき、試験対象ＴＰの変位分布を算出する。第２算出部８５は、第２変形画像ＰＴ２２に基づき、試験対象ＴＰの３次元形状を算出する。第１算出部８４の処理については、後述にて図７を参照して説明し、第２算出部８５の処理については、後述にて図８を参照して説明する。
【００４２】
［３−４．試験対象に形成される画像の一例］
次に、図６〜図９を参照して試験対象ＴＰに形成される画像の一例について説明する。
図６は、本実施形態に係る試験対象ＴＰの変形状態の一例を示す斜視図である。
図６の左側の図は、変形前の試験対象ＴＰを示し、図６の右側の図は、変形後の試験対象ＴＰの一例を示す。
【００４３】
図６の左側の図に示すように、本実施形態では試験対象ＴＰは、円柱状に形成される。また、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１は、試験対象ＴＰを形成する円柱の側面の一部に対応する。具体的には、特定面ＴＰ１は、試験対象ＴＰを形成する円柱の側面のうち、中心角φの側面に対応する。中心角φは、例えば１２０度である。また、特定面ＴＰ１は、試験対象ＴＰを形成する円柱の側面のうち、撮像部６に正対する側の面を示す。
【００４４】
図６の左側の図に示すように、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１には、第１画像ＰＴ１１が形成される。本実施形態では、第１画像ＰＴ１１は、シールの表面に形成されており、シールを試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１に貼り付けることによって、特定面ＴＰ１に第１画像ＰＴ１１を形成する。
本実施形態では、シールを特定面ＴＰ１に貼り付けることによって、特定面ＴＰ１に第１画像ＰＴ１１を形成するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。例えば、特定面ＴＰ１に第１画像ＰＴ１１を印刷してもよい。また、例えば、特定面ＴＰ１に第１画像ＰＴ１１を押印によって形成してもよい。
【００４５】
また、図６の右側の図に示すように、圧縮試験を実行することによって、試験対象ＴＰは、上下方向の中央部が外側に膨らむように変形する。具体的には、試験対象ＴＰの上下方向の端部から中央部に向けて試験対象ＴＰの直径が大きくなるように、試験対象ＴＰは変形する。そして、試験対象ＴＰの変形に伴って、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１に形成された第１画像ＰＴ１１も変形する。そして、図６の左側の図に示す第１画像ＰＴ１１は、図６の右側の図に示す第１変形画像ＰＴ１２に変形する。
【００４６】
図７は、本実施形態に係る第１画像ＰＴ１１及び第１変形画像ＰＴ１２の一例を示す側面図である。
図７の左側の図は、変形前の試験対象ＴＰを示し、図７の右側の図は、変形後の試験対象ＴＰの一例を示す。
【００４７】
図７の左側の図に示すように、第１画像ＰＴ１１は、格子状の帯で形成される。格子状の帯は、本実施形態では、赤色で形成される。具体的には、第１画像ＰＴ１１は、水平方向に沿って延びる複数の直線状の帯と、鉛直方向に沿って延びる複数の直線状の帯とで構成される。
また、第１画像ＰＴ１１において、格子状の帯を除く部分は、黒色で形成される。具体的には、水平方向に沿って延びる複数の直線状の帯のうち互いに隣接する２本の直線状の帯と、鉛直方向に沿って延びる複数の直線状の帯のうち互いに隣接する２本の直線状の帯とで囲まれる正方形状の領域は、黒色で形成される。
【００４８】
第１画像ＰＴ１１を構成する水平方向に沿って延びる複数の直線状の帯は、等間隔で形成される。例えば、水平方向に沿って延びる複数の直線状の帯のうち、互いに隣接する直線状の帯の中心間距離ＬＶ１は一定である。中心間距離ＬＶ１は、互いに隣接する直線状の帯の各々の中心線の間の距離を示す。
【００４９】
第１画像ＰＴ１１を構成する鉛直方向に沿って延びる複数の直線状の帯は、等間隔で形成される。例えば、鉛直方向に沿って延びる複数の直線状の帯のうち、互いに隣接する直線状の帯の中心間距離ＬＨ１は一定である。中心間距離ＬＨ１は、互いに隣接する直線状の帯の各々の中心線の間の距離を示す。
【００５０】
図７の右側の図に示すように、試験対象ＴＰの変形に伴って、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１に形成された第１画像ＰＴ１１も変形する。そして、図７の左側の図に示す第１画像ＰＴ１１は、図７の右側の図に示す第１変形画像ＰＴ１２に変形する。
【００５１】
図７の右側の図に示すように、第１変形画像ＰＴ１２では、上下方向に延びる複数の帯のうち、互いに隣接する帯の中心間距離は、試験対象ＴＰの上下方向の端部から試験対象ＴＰの中央部に向けて増加する。すなわち、上下方向に延びる複数の帯のうち、互いに隣接する帯の試験対象ＴＰの上下方向の中央部における中心間距離ＬＨ２は、第１画像ＰＴ１１における中心間距離ＬＨ１より大きい。
【００５２】
また、第１変形画像ＰＴ１２では、左右方向に延びる複数の帯のうち、互いに隣接する帯の中心間距離は、試験対象ＴＰの上下方向の端部から試験対象ＴＰの中央部に向けて減少する。すなわち、左右方向に延びる複数の帯のうち、互いに隣接する帯の試験対象ＴＰの上下方向の中央部における中心間距離ＬＶ２は、第１画像ＰＴ１１における中心間距離ＬＶ１より小さい。
【００５３】
このようにして、第１変形画像ＰＴ１２から中心間距離ＬＨ２及び中心間距離ＬＶ２を検出することによって、第１算出部８４は、試験対象ＴＰの上下方向の中央部における試験対象ＴＰの変位を算出できる。同様にして、第１変形画像ＰＴ１２における上下方向に延びる複数の帯と左右方向に延びる複数の帯との変形状態を解析することによって、第１算出部８４は試験対象ＴＰの各部位の変位を算出できる。
【００５４】
図８は、本実施形態に係る第２画像ＰＴ２１及び第２変形画像ＰＴ２２の一例を示す側面図である。なお、第２画像ＰＴ２１は、第１画像ＰＴ１１と重なるように形成されるが、図８では、便宜上、第１画像ＰＴ１１の記載を省略している。同様に、第２変形画像ＰＴ２２は、第１変形画像ＰＴ１２と重なるように形成されるが、図８では、便宜上、第１変形画像ＰＴ１２の記載を省略している。
図８の左側の図は、変形前の試験対象ＴＰを示し、図７の右側の図は、変形後の試験対象ＴＰの一例を示す。
【００５５】
図８の左側の図に示すように、第２画像ＰＴ２１は、上下方向に延びる互いに平行な複数の直線状の帯で形成される。複数の直線状の帯の各々は、本実施形態では、青色で形成される。
複数の直線状の帯のうち、互いに隣接する２本の直線状の帯の中心間距離ＬＫ１は一定である。中心間距離ＬＫ１は、互いに隣接する直線状の帯の各々の中心線の間の距離を示す。
【００５６】
図８の右側の図に示すように、試験対象ＴＰの変形に伴って、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１に形成された第２画像ＰＴ２１も変形する。そして、図８の左側の図に示す第２画像ＰＴ２１は、図８の右側の図に示す第２変形画像ＰＴ２２に変形する。
【００５７】
図８の右側の図に示すように、第２変形画像ＰＴ２２では、上下方向に延びる複数の帯の各々は、上下方向の端部から中央部に向けて左側に突出するように曲がる。例えば、上下方向に延びる複数の帯のうち、左端に形成された帯は、中央部が上下方向の端部に対して距離ΔＬだけ左方向に突出している。
【００５８】
このようにして、第２変形画像ＰＴ２２から距離ΔＬを検出することによって、第２算出部８５は、試験対象ＴＰの上下方向の中央部における試験対象ＴＰの３次元形状を算出できる。同様にして、第２変形画像ＰＴ２２における上下方向に延びる複数の帯の変形状態を解析することによって、第２算出部８５は、変形後の試験対象ＴＰの３次元形状を算出できる。
【００５９】
図９は、本実施形態に係る第３画像ＰＴ３の一例を示す側面図である。
図９の左側の図は、変形前の試験対象ＴＰを示し、図９の右側の図は、変形後の試験対象ＴＰの一例を示す。
【００６０】
図９の左側の図に示すように、変形前の試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１には、第１画像ＰＴ１１が形成されており、投影部７によって、第１画像ＰＴ１１に重なるように第２画像ＰＴ２１が形成される。図９では、便宜上、第１画像ＰＴ１１のうち、第２画像ＰＴ２１に重なった部分の記載を省略している。第２画像ＰＴ２１は、投影部７によって投射される画像であるため、実際には、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１には、第１画像ＰＴ１１と第２画像ＰＴ２１とが重畳された画像が形成される。
【００６１】
図９の右側の図に示すように、試験対象ＴＰの変形に伴って、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１に形成された第１画像ＰＴ１１も変形し、試験対象ＴＰの特定面ＴＰ１に形成された第２画像ＰＴ２１も変形する。そして、図９の左側の図に示す第１画像ＰＴ１１及び第２画像ＰＴ２１の各々は、図９の右側の図に示す第１変形画像ＰＴ１２及び第２変形画像ＰＴ２２に変形する。また、撮像部６によって、第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とが撮影されて、第３画像ＰＴ３が生成される。具体的には、撮像部６によって、第３画像ＰＴ３を示す画像データが生成される。
【００６２】
［３−５．検出部及び抽出部の処理の一例］
本実施形態では、第１変形画像ＰＴ１２は、赤色で構成され、第２変形画像ＰＴ２２は青色で構成される。そこで、抽出部８３は、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の赤色の画素値を抽出することによって、第１変形画像ＰＴ１２を抽出し、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の青色の画素値を抽出することによって、第２変形画像ＰＴ２２を抽出する。
【００６３】
具体的には、抽出部８３は、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の赤色の画素値を抽出し、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の青色の画素値と緑色の画素値とを「零」に変更することによって第１変形画像ＰＴ１２を抽出する。
また、抽出部８３は、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の青色の画素値を抽出し、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の赤色の画素値と緑色の画素値とを「零」に変更することによって第２変形画像ＰＴ２２を抽出する。
【００６４】
このように、第１画像ＰＴ１１を赤色で形成し、第２画像ＰＴ２１を青色で形成することによって、抽出部８３は、第３画像ＰＴ３から第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを容易に抽出できる。
本実施形態では、「第１色」が赤色であり、「第２色」が青色である場合について説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。「第１色」及び「第２色」の各々は、赤色、青色、及び緑色のうちのいずれかであり、「第２色」が「第１色」と相違する色であればよい。
【００６５】
また、例えば、第１変形画像ＰＴ１２を構成する赤色に対応するスペクトルと、撮像部６の分光部６２によって第１イメージセンサー６１１に入光する赤色光ＬＲに対応するスペクトル（すなわち、第１色スペクトルＳＰ１）とが一致しない場合がある。このような場合には、抽出部８３は、第３画像ＰＴ３を構成する複数の画素の各々の青色の画素値を抽出する処理では、第２変形画像ＰＴ２２を適正に抽出できない場合がある。具体的には、抽出部８３が抽出した第２変形画像ＰＴ２２の画素値に第１変形画像ＰＴ１２の画素値の一部が含まれてしまう場合がある。
このような場合における抽出部８３の処理の一例について、図１０を参照して、以下に説明する。
【００６６】
抽出部８３が抽出した第２変形画像ＰＴ２２への第１変形画像ＰＴ１２の画素値の残留成分ＮＢは、次の式（１）で表わされる。残留成分ＮＢは、第２変形画像ＰＴ２２の画素値に含まれる第１変形画像ＰＴ１２の画素値を示す。
【数１】
2020204568.tif 000003
ただし、スペクトルＦｐ（ｆ）は、第１変形画像ＰＴ１２を構成する赤色に対応するスペクトルを示す。また、第２色スペクトルＴＢ（ｆ）は、撮像部６の分光部６２によって第２イメージセンサー６１２に入光する青色光ＬＢのスペクトルを示す。第２色スペクトルＴＢ（ｆ）は、第２色スペクトルＳＰ２と同一である。
【００６７】
また、抽出部８３が抽出した第１変形画像ＰＴ１２の信号成分ＳＲは、次の式（２）で表わされる。信号成分ＳＲは、第１変形画像ＰＴ１２の画素値を示す。
【数２】
2020204568.tif 000004
ただし、第１色スペクトルＴＲ（ｆ）は、撮像部６の分光部６２によって第１イメージセンサー６１１に入光する赤色光ＬＲのスペクトルを示す。第１色スペクトルＴＲ（ｆ）は、第１色スペクトルＳＰ１と同一である。
【００６８】
図１０は、本実施形態に係る第１色スペクトルＳＰ１及び第２色スペクトルＳＰ２の一例を示す図である。図１０には、３つのグラフが記載されている。３つのグラフの各々において、横軸は周波数ｆを示し、縦軸はゲインＧを示す。また、図１０において第１画像ＰＴ１１の右側に記載した２つのグラフのうち、上側のグラフＧ１１は、第１画像ＰＴ１１を構成する赤色に対応するスペクトルを示す。すなわち、グラフＧ１１は、スペクトルＦｐ（ｆ）を示す。下側のグラフＧ１２は、第１画像ＰＴ１１を構成する黒色に対応するスペクトルを示す。
【００６９】
また、図１０の右端に記載したグラフＧ２１は、撮像部６の分光部６２によって第１イメージセンサー６１１に入光する赤色光ＬＲのスペクトルを示す。すなわち、グラフＧ２１は、第１色スペクトルＴＲ（ｆ）を示す。グラフＧ２２は、撮像部６の分光部６２によって第３イメージセンサー６１３に入光する緑色光ＬＧのスペクトルを示す。グラフＧ２３は、撮像部６の分光部６２によって第２イメージセンサー６１２に入光する青色光ＬＢのスペクトルを示す。すなわち、グラフＧ２３は、第２色スペクトルＴＢ（ｆ）を示す。
【００７０】
式（２）に示す信号成分ＳＲと、式（１）に示す残留成分ＮＢとを用いて、抽出部８３は、下記の式（３）で係数αを求める。係数αは、残留成分ＮＢを信号成分ＳＲで除した商に対応する。
【数３】
2020204568.tif 000005
また、抽出部８３は、下記の式（４）で、第２変形画像ＰＴ２２に含まれる第１変形画像ＰＴ１２の画素値成分を除去する。
【数４】
2020204568.tif 000006
ただし、画素値Ｂは、補正前に抽出部８３が第２変形画像ＰＴ２２として抽出した画素値を示し、画素値Ｂ’は、補正後に第２変形画像ＰＴ２２として抽出する画素値を示す。画素値Ｒは、抽出部８３が第１変形画像ＰＴ１２として抽出する画素値を示す。
【００７１】
このようにして、第１画像ＰＴ１１を構成する赤色に対応するスペクトルＦｐ（ｆ）と、撮像部６の分光部６２によって第１イメージセンサー６１１に入光する赤色光ＬＲに対応する第１色スペクトルＴＲ（ｆ）とが一致しない場合であっても、抽出部８３は、第２変形画像ＰＴ２２を更に適正に抽出できる。すなわち、抽出部８３は、第１色スペクトルＴＲ（ｆ）と第２色スペクトルＴＢ（ｆ）とに基づき、第２変形画像ＰＴ２２を更に適正に抽出できる。同様にして、抽出部８３は、第１色スペクトルＴＲ（ｆ）と第２色スペクトルＴＢ（ｆ）とに基づき、第１変形画像ＰＴ１２を更に適正に抽出できる。抽出部８３は、「検出部」の一例に対応する。
【００７２】
［４．制御部の処理］
次に、図１１を参照して、制御部８の処理について説明する。
図１１は、本実施形態の制御部８の処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１１では、試験対象ＴＰに第１画像ＰＴ１１が予め形成されている場合について説明する。
まず、ステップＳ１０１において、制御部８は、材料試験の実行を開始したか否かを判定する。具体的には、制御部８は、制御回路ユニット５０からの情報に基づいて、圧縮試験機１が材料試験の実行を開始したか否かを判定する。
材料試験を開始していないと制御部８が判定した場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）には、処理が待機状態になる。材料試験を開始したと制御部８が判定した場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０３に進む。
次に、ステップＳ１０３において、投影制御部８１は、投影部７のＬＥＤ光源７１を点灯させ、投影部７に第２画像ＰＴ２１を第１画像ＰＴ１１と重なるように投影させる。
【００７３】
次に、ステップＳ１０５において、撮像制御部８２は、第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを撮影するタイミングであるか否かを判定する。
第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを撮影するタイミングではないと撮像制御部８２が判定した場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）には、処理が待機状態になる。第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを撮影するタイミングであると撮像制御部８２が判定した場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ１０７に進む。
そして、ステップＳ１０７において、撮像制御部８２は、撮像部６に第１変形画像ＰＴ１２と第２変形画像ＰＴ２２とを撮影させて、撮像部６に第３画像ＰＴ３を生成させる。
【００７４】
次に、ステップＳ１０９において、抽出部８３は、第３画像ＰＴ３から第１変形画像ＰＴ１２を抽出する。そして、第１算出部８４は、第１変形画像ＰＴ１２に基づき、試験対象ＴＰの変位分布を算出する。
【００７５】
次に、ステップＳ１１１において、抽出部８３は、第３画像ＰＴ３から第２変形画像ＰＴ２２を抽出する。そして、第２算出部８５は、第２変形画像ＰＴ２２に基づき、試験対象ＴＰの３次元形状を算出する。
次に、ステップＳ１１３において、制御部８は、材料試験の実行を終了したか否かを判定する。具体的には、制御部８は、制御回路ユニット５０からの情報に基づいて、圧縮試験機１が材料試験の実行を終了したか否かを判定する。
材料試験の実行を終了していないと制御部８が判定した場合（ステップＳ１１３；ＮＯ）には、処理がステップＳ１０５に戻る。材料試験の実行を終了したと制御部８が判定した場合（ステップＳ１１３；ＹＥＳ）には、投影制御部８１が、投影部７のＬＥＤ光源７１を消灯させた後、処理が終了する。
【００７６】
ステップＳ１０３は、「投影ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１０７は、「撮像ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１０９及びステップＳ１１１は、「抽出ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１０９は、「第１算出ステップ」の一例に対応する。ステップＳ１１１は、「第２算出ステップ」の一例に対応する。
【００７７】
［５．態様と効果］
上述した実施形態及び変形例は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
【００７８】
（第１項）
一態様に関わる変位形状検出装置は、材料試験機によって変形する試験対象の変位分布及び３次元形状を検出する変位形状検出装置であって、前記試験対象の特定面には、第１色で第１画像が形成されており、前記試験対象の前記特定面に、前記第１色と相違する第２色で形成された第２画像を前記第１画像と重なるように投影する投影部と、前記試験対象の変形に伴い、前記第１画像が変形した第１変形画像と、前記第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する撮像部と、前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する抽出部と、前記第１変形画像に基づき、前記試験対象の変位分布を算出する第１算出部と、前記第２変形画像に基づき、前記試験対象の３次元形状を算出する第２算出部と、を備える、変位形状検出装置である。
【００７９】
第１項に記載の変位形状検出装置によれば、撮像部が、試験対象の変形に伴い、第１画像が変形した第１変形画像と、第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する。そして、抽出部は、第３画像から第１変形画像と第２変形画像とを抽出する。また、第１算出部が、第１変形画像に基づき、試験対象の変位分布を算出し、第２算出部が、第２変形画像に基づき、試験対象の３次元形状を算出する。したがって、１台の撮像部で生成された第３画像に基づいて、試験対象の変位分布及び３次元形状を検出できる。
【００８０】
（第２項）
第１項に記載の変位形状検出装置において、前記第１色と前記第２色とは、赤色、青色、及び緑色のうちのいずれかである。
【００８１】
第２項に記載の変位形状検出装置によれば、前記第１色と前記第２色とは、赤色、青色、及び緑色のうちのいずれかであるため、抽出部は、第３画像から第１変形画像と第２変形画像とを容易に抽出できる。
【００８２】
（第３項）
第１項又は第２項に記載の変位形状検出装置において、前記第１色は、前記試験対象の色に応じて決定される。
【００８３】
第３項に記載の変位形状検出装置によれば、前記第１色は、前記試験対象の色に応じて決定されるため、第１色を適正に決定できる。したがって、抽出部は、第３画像から第１変形画像を更に容易に抽出できる。
【００８４】
（第４項）
第１項から第３項のいずれかに記載の変位形状検出装置において、前記第３画像は、複数の画素で構成され、前記撮像部は、複数の画素の各々の赤色の画素値、青色の画素値、及び緑色の画素値を撮像可能に構成される。
【００８５】
第４項に記載の変位形状検出装置によれば、撮像部は、複数の画素の各々の赤色の画素値、青色の画素値、及び緑色の画素値を撮像可能に構成されるため、撮像部は、第３画像を適正に形成できる。
【００８６】
（第５項）
第４項に記載の変位形状検出装置において、前記撮像部は、外部から入力する光を赤色光と、青色光と、緑色光とに分光する分光部と、前記赤色光に対応する画像を生成する第１イメージセンサーと、前記青色光に対応する画像を生成する第２イメージセンサーと、前記緑色光に対応する画像を生成する第３イメージセンサーと、を備える。
【００８７】
第５項に記載の変位形状検出装置によれば、撮像部は、赤色光に対応する画像を生成する第１イメージセンサーと、青色光に対応する画像を生成する第２イメージセンサーと、緑色光に対応する画像を生成する第３イメージセンサーと、を備えるため、撮像部は、第３画像を適正に形成できる。
【００８８】
（第６項）
第１項から第５項のいずれかに記載の変位形状検出装置において、前記撮像部によって前記第１画像を撮像することによって形成された画像の色を示す第１色スペクトルと、前記撮像部によって前記第２画像を撮像することによって形成された画像の色を示す第２色スペクトルと、を検出する検出部を備え、前記抽出部は、前記第１色スペクトルと前記第２色スペクトルとに基づき、前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する。
【００８９】
第６項に記載の変位形状検出装置によれば、抽出部は、第１色スペクトルと第２色スペクトルとに基づき、第３画像から第１変形画像と第２変形画像とを抽出するため、抽出部は、第１変形画像と第２変形画像とを更に適正に抽出できる。
【００９０】
（第７項）
第１項から第６項のいずれかに記載の変位形状検出装置において、前記投影部は、前記第２色のレーザー光を出射するＬＥＤ光源と、前記第２画像のパターンに対応するスリットが形成された不透明のシートとを備え、前記レーザー光を、前記スリットを経由して前記試験対象の前記特定面に照射することによって、前記第２色で形成された前記第２画像を投影する。
【００９１】
第７項に記載の変位形状検出装置によれば、投影部は、第２色からなるレーザー光を、スリットを経由して試験対象の特定面に照射することによって、第２色の第２画像を投影するため、簡素な構成で、第２色の第２画像を投影できる。
【００９２】
（第８項）
一態様に関わる変位形状検出方法は、材料試験機によって変形する試験対象の変位分布及び３次元形状を検出する変位形状検出方法であって、前記試験対象の特定面に、第１色で第１画像を形成する形成ステップと、前記試験対象の前記特定面に、前記第１色と相違する第２色で形成された第２画像を前記第１画像と重なるように投影する投影ステップと、前記試験対象の変形に伴い、前記第１画像が変形した第１変形画像と、前記第２画像が変形した第２変形画像とを撮像して、第３画像を生成する撮像ステップと、前記第３画像から前記第１変形画像と前記第２変形画像とを抽出する抽出ステップと、前記第１変形画像に基づき、前記試験対象の変位分布を算出する第１算出ステップと、前記第２変形画像に基づき、前記試験対象の３次元形状を算出する第２算出ステップと、を含む、変位形状検出方法である。
【００９３】
第８項に記載の変位形状検出方法によれば、第１項に記載の変位形状検出装置と同様の効果を奏する。
【００９４】
［６．その他の実施形態］
本実施形態では、材料試験機が圧縮試験機１である場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されない。材料試験機が試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行えばよい。例えば、材料試験機が、引張試験機、曲げ試験機、又はねじり試験機でもよい。
【００９５】
また、本実施形態では、「第１色」が赤色であり、「第２色」が青色である場合について説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されない。「第２色」が「第１色」と相違する色であればよい。例えば、「第１色」が青色であり、「第２色」が緑色でもよい。
【００９６】
また、本実施形態では、制御部８が、抽出部８３、第１算出部８４及び第２算出部８５として機能する場合について説明したが、本発明の実施形態はこれに限定されない。制御回路ユニット５０が、抽出部８３、第１算出部８４及び第２算出部８５のうちの少なくとも１つとして機能してもよい。例えば、制御回路ユニット５０が、抽出部８３、第１算出部８４及び第２算出部８５として機能してもよい。
【００９７】
なお、本実施形態に係る変位形状検出装置２００は、あくまでも本発明に係る変位形状検出装置の態様の例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変形および応用が可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１  圧縮試験機（材料試験機）
２  圧縮試験機本体
４  制御ユニット
６  撮像部
７  投影部
８  制御部
１０  クロスヘッド
１２  負荷機構
１４  ロードセル
１５  サーボモータ
２０  ロータリエンコーダ
２１  上圧縮板
２２  下圧縮板
３０  統括制御装置
３２  表示装置
３４  試験プログラム実行装置
４０  信号入出力ユニット
４２  センサアンプ
４３  カウンタ回路
４４  サーボアンプ
５０  制御回路ユニット
６１  イメージセンサー
６２  分光部
７１  ＬＥＤ光源
７２  シート
８１  投射制御部
８２  撮像制御部
８３  抽出部（検出部）
８４  第１算出部
８５  第２算出部
２００  変位形状検出装置
６１１  第１イメージセンサー
６１２  第２イメージセンサー
６１３  第３イメージセンサー
６２１  第１分光部
６２２  第２分光部
７２１  スリット
Ｃ６  撮影方向
Ｃ７  投射方向
Ｌ０  光
ＬＢ  青色光
ＬＧ  緑色光
ＬＲ  赤色光
ＰＴ１１  第１画像
ＰＴ１２  第１変形画像
ＰＴ２１  第２画像
ＰＴ２２  第２変形画像
ＳＰ１  第１色スペクトル
ＳＰ２  第２色スペクトル
ＴＰ  試験対象
ＴＰ１  特定面
【図１】
2020204568.tif 000007
【図２】
2020204568.tif 000008
【図３】
2020204568.tif 000009
【図４】
2020204568.tif 000010
【図５】
2020204568.tif 000011
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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