(57)【要約】【課題】  物体の歪による変形量を大面積にわたって、容易に検出する方法、および、その装置を提供すること。【解決手段】  物体の歪をする方法は、物体に検出膜を適用するステップであって、検出膜は、周期的に配列した、第１の面間隔を有する粒子と、前記粒子間の間隙を埋める弾性体とを含む、ステップと、検出膜を介して物体に光を照射するステップと、検出膜中の粒子で反射された光を受光するステップであって、物体に歪が生じていない場合、第１の面間隔を有する粒子で反射された光を受光し、物体に歪が生じている場合、歪に応じて第１の面間隔から所定の関係を満たすように変化した第２の面間隔を有する粒子で反射された光を受光する、ステップと、受光された光から物体の歪を検出するステップとを包含する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の歪をする方法であって、
前記物体に検出膜を適用するステップであって、前記検出膜は、周期的に配列した、第１の面間隔を有する粒子と、前記粒子間の間隙を埋める弾性体とを含む、ステップと、
前記検出膜を介して前記物体に光を照射するステップと、
前記検出膜中の前記粒子で反射された前記光を受光するステップであって、前記物体に歪が生じていない場合、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光し、前記物体に歪が生じている場合、前記歪に応じて前記第１の面間隔から所定の関係を満たすように変化した第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光する、ステップと、
前記受光された光から前記物体の歪を検出するステップと
を包含する、方法。
【請求項２】
前記粒子は、ポリスチレン粒子、ＰＭＭＡ粒子およびシリカ粒子からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記弾性体は、シリコーンゴムまたは人工ゴムである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記受光するステップは、前記物体に歪が生じている場合、前記第１の面間隔と前記第２の面間隔との差ΔＤが、関係｜（λ２−λ１）／２ｎ｜≧０．１であることを検出し、ここで、λ１は、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、λ２は、前記第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、ｎは前記検出膜の屈折率である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記物体は、金属、プラスチック、複合材料および塑性セラミックからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記所定の関係は、前記物体の長手方向における引張変化率が前記第１の面間隔からの変化量に対して比例する関係である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の面間隔Ｄ１は、前記物体の引張歪に対して３００／ｎ＜Ｄ１（ｎｍ）≦４００／ｎとなるように設計されるか、または、前記物体の圧縮歪に対して２００／ｎ≦Ｄ１（ｎｍ）＜３００／ｎとなるように設計され、ここで、ｎは前記検出膜の屈折率である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の面間隔Ｄ１は、前記物体の引張歪に対して４００／ｎ（ｎｍ）となるように設計されるか、または、前記物体の圧縮歪に対して２００／ｎ（ｎｍ）となるように設計され、ここで、ｎは前記検出膜の屈折率である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記受光するステップは色指標を用いる、請求項１、７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記検出するステップは、前記色指標に対応付けられた歪量に基づいて前記物体の歪量を算出する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記受光するステップはスペクトルメータを用いる、請求項１または９に記載の方法。
【請求項１２】
前記検出するステップは、前記反射した光の波長から求めた前記第２の面間隔と、前記第１の面間隔とから前記物体の歪量を算出する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記物体に対して前記光を相対的に移動させるステップをさらに包含する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
検出膜が適用された物体の歪を検出する装置であって、前記検出膜は、周期的に配列した、第１の面間隔を有する粒子と、前記粒子間の間隙を埋める弾性体とを含み、前記装置は、
前記検出膜を介して前記物体の表面に光を照射する光源を含む光学系と、
前記検出膜中の前記粒子で反射された前記光を受光する受光手段であって、前記物体に歪が生じていない場合、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光し、前記物体に歪が生じている場合、前記歪に応じて前記第１の面間隔から所定の関係を満たすように変化した第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光する、受光手段と
を備える、装置。
【請求項１５】
前記粒子は、ポリスチレン粒子、ＰＭＭＡ粒子およびシリカ粒子からなる群から選択される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記弾性体は、シリコーンゴムまたは人工ゴムである、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記受光手段は、前記物体に歪が生じている場合、前記第１の面間隔と前記第２の面間隔との差ΔＤが、関係｜（λ２−λ１）／２ｎ｜≧０．１であることを検出し、ここで、λ１は、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、λ２は、前記第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、ｎは前記検出膜の屈折率である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記物体は、金属、プラスチック、複合材料および塑性セラミックからなる群から選択される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記所定の関係は、前記物体の長手方向における引張変化率が前記第１の面間隔からの変化量に対して比例する関係である、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記受光手段は、反射分光スペクトルメータ、分光スペクトルメータ、光学顕微鏡、デジタルカメラ、ＣＣＤカメラ、および、これらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
前記物体に対して前記光を相対的に移動させる移動手段をさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記光学系の動作と前記受光手段の動作とを制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、
前記第１の面間隔に関するデータが予め格納され、かつ、前記受光手段で受光された前記反射された光の波長に関するデータを格納する格納部と、
前記格納部に格納されたデータに基づいて、前記物体に生じた前記歪量を算出する算出部と
を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項２３】
前記制御手段は、前記移動手段の動作をさらに制御する、請求項２２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的手法を用いた物体の歪を検出する方法およびその装置に関する。より詳細には、本発明は、引張応力による構造色変化を利用し、物体の歪分布を可視化して検出する方法、および、その装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体の歪を測定するために、歪ゲージを用いた方法、光学的手法を用いた方法、および、圧電材料を用いた方法が知られている。なかでも、光学的手法には、光弾性法、光塑性法、光干渉法、コースティックス法、スペックル干渉法、ホログラフィ干渉法、モアレ法、格子法が挙げられる。特に、モアレ法および格子法は、簡素であるため歪測定に広く用いられている。二次電子の発生量の違いによるモアレ縞を用いて物体の変形量を測定する技術がある（例えば、特許文献１を参照）。また、圧電材料を用いて、歪分布を可視化する技術がある（例えば、特許文献２を参照）。
【０００３】
図１０は、従来技術による物体の変形量を測定するフローチャートである。各工程を説明する。
工程Ｓ１０１０：試料表面に、試料とは二次電子発生量の異なる物質を２種以上の線密度で配設してモデルグリッドを構成する。このようなモデルグリッドは、気相蒸着と、電子線、リソグラフィ法またはレーザ干渉法とによって形成される。
工程Ｓ１０２０：工程Ｓ１０１０で形成されたモデルグリッドに粒子線を２種以上の線密度で照射する。これにより、二次電子発生量の違いによる２種以上のモアレ縞が形成される。
工程Ｓ１０３０：形成されたモアレ縞を用いて、試料の変形量を測定する。詳細には、工程Ｓ１０２０で得られた、コントラストの異なるモアレ縞において、間隔または角度のずれを測定することにより変形量を求めることができる。
【０００４】
図１０に示される方法によれば、上記工程によって複合モデルグリッドが形成される。この結果、全体的な変形量および微細な部分の変形量を計測することを可能にする。
【０００５】
図１１は、従来技術による歪分布表示装置の模式図である。
歪分布表示装置は、エレクトロルミネッセンスシート（ＥＬシート）１１００と、圧電材料１１１０とを含む。ＥＬシート１１００は、背面電極１１２０と表面電極１１３０とに挟まれている。圧電材料１１１０は、背面電極１１２０と電極１１４０とに挟まれている。このような歪分布表示装置は、物体１１７０の表面に接着剤１１５０を介して配置されており、表面電極１１３０は電気配線１１６０によって物体１１７０の表面に接続されている。
【０００６】
物体１１７０に荷重が加わり、歪分布が発生した場合、圧電材料１１１０のＥＬシート１１００側の表面に歪分布に応じた電荷が発生する。発生した電荷は、ＥＬシート１１００の背面電極１１２０で集められ、ＥＬシート１１００に導かれ、ＥＬシート１１００の背面電極１１２０を取り付けた領域が発光する。ＥＬシート１１００の発光強度は、物体１１７０の歪の大きさに比例して強くなる。このように、図１１に示される歪分布表示装置を用いれば、ＥＬシート１１００の発光強度の強弱によって、物体１１７０の歪分布を可視化することができる。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５５１０４号公報
【特許文献２】特開２００３−３０２２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術あるいは格子法を用いた技術は、予め対象とする物体表面にマーカとなる格子パターンまたは縞パターン（モデルグリッド）を形成する必要がある。このような微細なマーカを物体表面に形成するための技術は（例えば、リソグラフィ法）、一般に高コストであり、煩雑なプロセスを要し、大面積の形成は困難である。現在の技術では、ミリメートルサイズからセンチメートルサイズが限界とされている。また、歪分布を可視化するために、光学顕微鏡、走査電子顕微鏡、または、レーザ装置等の特殊な表示装置を必要とするため、簡便でない。
一方、特許文献２に記載の技術は、特殊な表示装置を別個に設けることなく、歪分布を可視化することができるものの、図１１に示したような歪分布表示装置を大面積に形成するのは困難である。
したがって、本発明の目的は、物体の歪による変形量を大面積にわたって、容易に検出する方法、および、その装置を提供することである。
本発明のさらなる目的は、物体の歪による変形量を大面積にわたって、半定量的に目視にて容易に検出する方法、および、その装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による物体の歪をする方法は、前記物体に検出膜を適用するステップであって、前記検出膜は、周期的に配列した、第１の面間隔を有する粒子と、前記粒子間の間隙を埋める弾性体とを含む、ステップと、前記検出膜を介して前記物体に光を照射するステップと、前記検出膜中の前記粒子で反射された前記光を受光するステップであって、前記物体に歪が生じていない場合、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光し、前記物体に歪が生じている場合、前記歪に応じて前記第１の面間隔から所定の関係を満たすように変化した第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光する、ステップと、前記受光された光から前記物体の歪を検出するステップとを包含し、これにより上記目的を達成する。
【００１０】
前記粒子は、ポリスチレン粒子、ＰＭＭＡ粒子およびシリカ粒子からなる群から選択され得る。
前記弾性体は、シリコーンゴムまたは人工ゴムであり得る。
【００１１】
前記受光するステップは、前記物体に歪が生じている場合、前記第１の面間隔と前記第２の面間隔との差ΔＤが、関係｜（λ２−λ１）／２ｎ｜≧０．１であることを検出し、ここで、λ１は、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、λ２は、前記第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、ｎは前記検出膜の屈折率であり得る。
【００１２】
前記物体は、金属、プラスチック、複合材料および塑性セラミックからなる群から選択され得る。
前記所定の関係は、前記物体の長手方向における引張変化率が前記第１の面間隔からの変化量に対して比例する関係であり得る。
【００１３】
前記第１の面間隔Ｄ１は、前記物体の引張歪に対して３００／ｎ＜Ｄ１（ｎｍ）≦４００／ｎとなるように設計されるか、または、前記物体の圧縮歪に対して２００／ｎ≦Ｄ１（ｎｍ）＜３００／ｎとなるように設計され、ここで、ｎは前記検出膜の屈折率であり得る。
【００１４】
前記第１の面間隔Ｄ１は、前記物体の引張歪に対して４００／ｎ（ｎｍ）となるように
設計されるか、または、前記物体の圧縮歪に対して２００／ｎ（ｎｍ）となるように設計され、ここで、ｎは前記検出膜の屈折率であり得る。
【００１５】
前記受光するステップは色指標を用い得る。
前記検出するステップは、前記色指標に対応付けられた歪量に基づいて前記物体の歪量を算出し得る。
【００１６】
前記受光するステップはスペクトルメータを用い得る。
前記検出するステップは、前記反射した光の波長から求めた前記第２の面間隔と、前記第１の面間隔とから前記物体の歪量を算出し得る。
前記物体に対して前記光を相対的に移動させるステップをさらに包含し得る。
【００１７】
本発明による検出膜が適用された物体の歪を検出する装置は、前記検出膜が、周期的に配列した、第１の面間隔を有する粒子と、前記粒子間の間隙を埋める弾性体とを含み、前記検出膜を介して前記物体の表面に光を照射する光源を含む光学系と、前記検出膜中の前記粒子で反射された前記光を受光する受光手段であって、前記物体に歪が生じていない場合、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光し、前記物体に歪が生じている場合、前記歪に応じて前記第１の面間隔から所定の関係を満たすように変化した第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光を受光する、受光手段を備え、これにより上記目的を達成する。
【００１８】
前記粒子は、ポリスチレン粒子、ＰＭＭＡ粒子およびシリカ粒子からなる群から選択され得る。
前記弾性体は、シリコーンゴムまたは人工ゴムであり得る。
【００１９】
前記受光手段は、前記物体に歪が生じている場合、前記第１の面間隔と前記第２の面間隔との差ΔＤが、関係｜（λ２−λ１）／２ｎ｜≧０．１であることを検出し、ここで、λ１は、前記第１の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、λ２は、前記第２の面間隔を有する前記粒子で反射された前記光の波長であり、ｎは前記検出膜の屈折率であり得る。
【００２０】
前記物体は、金属、プラスチック、複合材料および塑性セラミックからなる群から選択され得る。
前記所定の関係は、前記物体の長手方向における引張変化率が前記第１の面間隔からの変化量に対して比例する関係であり得る。
【００２１】
前記受光手段は、反射分光スペクトルメータ、分光スペクトルメータ、光学顕微鏡、デジタルカメラ、ＣＣＤカメラ、および、これらの組み合わせからなる群から選択され得る。
【００２２】
前記物体に対して前記光を相対的に移動させる移動手段をさらに包含し得る。
前記光学系の動作と前記受光手段の動作とを制御する制御手段をさらに備え、前記制御手段は、前記第１の面間隔に関するデータが予め格納され、かつ、前記受光手段で受光された前記反射された光の波長に関するデータを格納する格納部と、前記格納部に格納されたデータに基づいて、前記物体に生じた前記歪量を算出する算出部とを備え得る。
前記制御手段は、前記移動手段の動作をさらに制御し得る。
【発明の効果】
【００２３】
本発明による方法は、周期的に配列した、第１の面間隔を有する粒子と、粒子間の間隙を埋める弾性体とを含む検出膜を物体に適用するだけでよいので簡便である。また、この
ような検出膜は、大面積の作製が容易であり、物体の広範囲にわたって適用することができる。物体に歪が生じている場合、歪に応じて変化した第２の面間隔を有する粒子で反射された光を受光する。この反射された光に基づいて歪分布を検出することができる。特に、反射された光が、可視光領域の波長を有する場合には、検出膜の構造色変化として歪分布を目視にて検出することができる。検出された構造色から半定量的に歪量分布を判定することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による物体の歪を検出する方法を示すフローチャートである。
図２は、本発明による物体の歪を検出する原理を示す模式図である。
【００２５】
状態２００は、物体（初期長Ｌ）２２０に応力が印加される前の状態を示し、状態２１０は、物体２２０に応力が印加された後の状態を示す。これら状態２００および２１０を用いて、各ステップを説明する。
【００２６】
ステップＳ１１０：物体２２０に検出膜２３０を適用する。ここで、検出膜２３０は、周期的に配列した、第１の面間隔Ｄ１を有する粒子２４０と、粒子２４０間の間隙を埋める弾性体２５０とを含む。
【００２７】
このような粒子２４０は、コロイド粒子とも呼ばれ、例えば、ポリスチレン粒子、ＰＭＭＡ粒子（ポリメチルメタクリレート粒子）およびシリカ粒子からなる群から選択される。また、これらの材料を組み合わせた複合粒子であってもよい。なお、複合粒子とは、２種類以上の異なる材料（材質）を組み合わせて構成されており、例えば、一方の材料が他方の材料でカプセル化されて、１つの粒子を形成しているもの、一方の材料が他方の材料に貫入して１つの粒子を形成しているもの、半球状の異なる材料が結合して１つの粒子を形成しているもの等を意味する。
【００２８】
第１の面間隔Ｄ１とは、光（例えば、可視光）がＢｒａｇｇ反射条件を満たす距離である。詳細には、
関係Ｄ１＝λ１／２ｎ・・・（１）
を満たす。ここで、λ１は、第１の面間隔Ｄ１を有する粒子２４０で反射された光の波長であり、ｎは検出膜２３０の屈折率である。なお、このような関係（１）は、粒子に対する入射光の入射角が垂直な場合に成り立つことに留意されたい。後述するように、目視にて半定量的に歪量を検出する場合には、λ１が、４００≦λ１（ｎｍ）≦８００、すなわち、第１の面間隔Ｄ１（ｎｍ）が、２００／ｎ≦Ｄ１（ｎｍ）≦４００／ｎの範囲となるように検出膜２３０が設計される。このように設計することによって、圧縮応力または引張応力が物体２２０に印加される前の初期状態の構造色が目視にて観察できる。
【００２９】
物体２２０に引張応力が印加される場合には、好ましくは、第１の面間隔Ｄ１（ｎｍ）が、３００／ｎ＜Ｄ１（ｎｍ）≦４００／ｎとなるように検出膜２３０が設計される。より好ましくは、第１の面間隔Ｄ１がＤ１（ｎｍ）＝４００／ｎとなるように検出膜２３０が設計される。このように設計することにより、目視にて検出される引張応力による物体２２０の歪量の検出範囲を広く維持することができる。
【００３０】
同様に、物体２２０に圧縮応力が印加される場合には、好ましくは、第１の面間隔Ｄ１（ｎｍ）が、２００／ｎ≦Ｄ１（ｎｍ）＜３００／ｎとなるように検出膜２３０が設計される。より好ましくは、第１の面間隔Ｄ１がＤ１（ｎｍ）＝２００／ｎとなるように検出膜２３０が設計される。このように設計することにより、目視にて検出される圧縮応力による物体２２０の歪量の検出範囲を広く維持することができる。なお、本明細書において
、第１の面間隔Ｄ１（ｎｍ）の値２００／ｎ、３００／ｎおよび４００／ｎは、それぞれ±１０ｎｍ程度の範囲を含むことに留意されたい。
【００３１】
弾性体２５０は、シリコーンゴムまたは人工ゴムであり得る。人工ゴムは、例えば、ポリジメチルシリコーンエラストマーであり得る。このような検出膜２３０は、例えば、先に出願した特願２００４−２０４１０９に記載される技術を用いて製造され得る。簡単に要約して開示すると、単分散ポリスチレン粒子（ＰＳ）サスペンジョンを用意し、サスペンジョンを基板上にキャスティングして、コロイド結晶を得、その後液状の弾性体材料を流し込んで、コロイド結晶粒子間に弾性体を充填して製造される。本発明の対象とこの技術によれば、検出膜２３０は、数十センチメートルからメートルサイズまで適用可能であるため、従来に比べて大面積の測定も容易であり得る。
【００３２】
ここで、歪による変化を検出可能な物体２２０は、検出膜２３０が適用可能であれば任意であり得るが、好ましくは、金属、プラスチック、複合材料および塑性セラミックからなる群から選択される。例えば、物体２２０の具体的な例として、ポリエステル、ポリ塩化ビニルが挙げられるが、これに限定されない。物体２２０の厚さは、検出膜２３０が適用可能であれば、任意であり得る。
【００３３】
上述したように、第１の面間隔Ｄ１が２００／ｎ≦Ｄ（ｎｍ）≦４００／ｎの範囲内である場合、適用された検出膜２３０の初期の構造色（すなわち、物体が歪変形する前の状態を示す）が観察される。観察された構造色を目視にて確認しておくことが望ましい。この場合、観察によって得られた構造色は、検出膜の色指標を参照して決定することが好ましい。ここで、色指標とは、同一の検出膜材料からなる検出膜に、意図的に歪を付与することによって生じた色と歪量とを対応させたものである。このように色指標を用いることによって、構造色変化による歪量の半定量的な算出を容易にし得る。
【００３４】
第１の面間隔Ｄ１が、４００／ｎ＜Ｄ１（ｎｍ）であるか、または、Ｄ１（ｎｍ）＜２００／ｎである場合、検出膜２３０の初期の構造色を目視にて観察することはできない。この場合、反射分光スペクトルメータ等のスペクトルメータを用いて、予め第１の面間隔Ｄ１を確定しておけばよい。このようにして得られたデータを記録しておいてもよい。当然のことながら、予め第１の面間隔Ｄ１の値が既知であれば（すなわち、構造色が既知の検出膜２３０を用いる場合）、目視による検出膜２３０の構造色の確認、および、スペクトルメータを用いた第１の面間隔Ｄ１の確定は不要である。
【００３５】
なお、図２を用いた例では、検出膜２３０を物体２２０に適用した後に、物体２２０に応力を印加する場合を示すが、予め適用されるべき検出膜２３０の構造色をデータとして記録しておくか、または、目視にて確認しておけば、物体２２０に応力を印加した後に検出膜２３０を適用してもよい。
【００３６】
ステップＳ１２０：検出膜２３０を介して物体２２０に光を照射する。光は、例えば、光ファイバ等の光源を用い、白色光であり得る。好ましくは、光は、物体２２０に対して垂直になるように入射する。これにより、受光強度を向上させることができる。光の物体２２０に対する角度が、９０°（垂直)よりも低角になるにしたがって、検出強度が低下
する。これは、検出される分光スペクトルの強度が低下する、および／または、分光スペクトルのピークシフトが生じるためである。
【００３７】
ステップＳ１３０：検出膜２３０中の粒子２４０で反射した光（反射光）を受光する。反射光の受光は、目視にて直接受光してもよいし、反射分光スペクトルメータ等のスペクトルメータを用いてもよい。また、デジタルカメラ、ＣＣＤカメラ、光学顕微鏡、または、これらの組み合わせを用いてもよい。ここで反射光の受光は、目視にて構造色を検出す
る場合、色指標を用いて検出膜２３０の構造色を確定することを含む。より高精度に構造色を検出する場合、スペクトルメータ等を用いてスペクトルデータ等を獲得することを含む。スペクトルメータは、紫外・可視・近赤外スペクトルメータであり得る。
【００３８】
物体２２０に歪が生じていない場合、第１の面間隔Ｄ１を有する粒子２４０で反射光が受光される。この場合の反射光の波長は、図２の状態２００において粒子２４０で反射された光の波長と同じであるため、構造色に変化は見られない。これによって、物体２２０に歪による変形が生じていないことが判定できる。
【００３９】
再度、図２を参照する。状態２１０は、物体２２０に歪が生じている場合を示す。物体２２０に歪が生じている場合、歪に応じて第１の面間隔Ｄ１から所定の関係を満たすように変化した第２の面間隔Ｄ２を有する粒子２４０で反射された光が受光される。物体２２０に印加された応力によって、物体２２０の長手方向の全体長は、初期長ＬからＬ＋ΔＬだけ伸びたものとする。この物体２２０の歪によって粒子２４０の面間隔は、Ｄ１からＤ２へ変化する。変化後の第２の面間隔Ｄ２もまたＢｒａｇｇ反射条件を満たしている。すなわち、
関係Ｄ２＝λ２／２ｎ・・・（２）
を満たす。ここで、λ２は、第２の面間隔Ｄ２を有する粒子２４０で反射された光の波長であり、ｎは検出膜２３０の屈折率である。関係（１）と同様に、このような関係（２）は、粒子に対する入射光の入射角が垂直な場合に成り立つことに留意されたい。粒子２４０の面間隔の変化と、物体２２０の全体長の変化との間の所定の関係は、物体２２０の長手方向（すなわち、全体長Ｌの方向）における引張変化率が、面間隔の変化量ΔＤ（すなわち｜Ｄ２−Ｄ１｜）に対して比例する関係を満たす。
【００４０】
以上を考慮すれば、物体２２０の歪によって生じる検出膜２３０の構造色変化を、スペクトルメータ等を用いて検出するためには、検出膜２３０の第１の面間隔Ｄ１と、第２の面間隔Ｄ２とは、
関係｜Ｄ２−Ｄ１｜≧０．１、すなわち、関係｜（λ２−λ１）／２ｎ｜≧０．１・・・（３）
を満たしていればよい。この面間隔差によって生じるＢｒａｇｇ反射のピークシフト量は、標準的なスペクトルメータ等装置の波長分解能に相当し得る。また、構造色に分布が見られれば、物体２２０に歪分布が生じていることも確認できる。
【００４１】
図３は、面間隔と構造色との関係を示すグラフである。
一般に、２００／ｎ≦Ｄ２（ｎｍ）≦４００／ｎを満たせば、反射光は可視光領域の波長を有し、検出膜２３０の歪による変化を目視にて構造色として検出することができる。グラフにおいて、ｎは、検出膜２３０の平均屈折率を示し、ｎ＝１．５（立方最密充填した粒子のモデル）を用いた。第２の面間隔Ｄ２が、１３０ｎｍ〜２７０ｎｍの範囲にあれば、反射光は、可視光領域の波長を有することが分かる。
【００４２】
再度、図１を参照する。
ステップＳ１４０：ステップ１３０において受光された光（反射光）から物体２２０の歪が検出される。
ステップ１３０において、色指標を用いて検出膜２３０の変化後の構造色が確定され、かつ、物体２２０の歪変化前の検出膜２３０の構造色が色指標によって確定されるか、または、予め構造色が既知の検出膜２３０を用いた場合には、色指標に示される歪量の値から物体２２０の歪量が半定量的に算出される。
【００４３】
より詳細には、第１の面間隔Ｄ１が２００／ｎ≦Ｄ１（ｎｍ）≦４００／ｎの範囲内であり、かつ、変化後の第２の面間隔Ｄ２もまた２００／ｎ≦Ｄ２（ｎｍ）≦４００／ｎの
範囲内である場合、色指標によって半定量的に歪量を判定することができる。また、第１の面間隔Ｄ１（ｎｍ）＝４００／ｎであった場合、最大２００／ｎ（＝ΔＤ）ｎｍ程度の引張応力による歪量を目視にて半定量的に判定することができる。２００／ｎ（＝ΔＤ）ｎｍ程度を超える引張応力による歪、または、圧縮応力による歪は、目視にて構造色を観察できないことから、スペクトルメータ等を用いて再度ステップ１３０を行えばよい。同様に、第１の面間隔Ｄ１（ｎｍ）＝２００／ｎであった場合、最大２００／ｎ（＝ΔＤ）ｎｍ程度の圧縮応力による歪量を目視にて半定量的に判定することができる。２００／ｎ（＝ΔＤ）ｎｍ程度を超える圧縮応力による歪、または、引張応力による歪は、目視にて構造色を観察できないことから、スペクトルメータ等を用いて再度ステップ１３０を行えばよい。
【００４４】
一方、ステップＳ１３０において、反射光の受光にスペクトルメータを用いた場合、得られたスペクトルデータに基づいて、物体の歪量が定量的に算出される。詳細には、図３に基づいて、反射光の波長から第２の面間隔Ｄ２を求める。次いで、上述の物体２２０の長手方向（すなわち、全体長Ｌの方向）における引張変化率が、面間隔の変化量ΔＤ（すなわち｜Ｄ２−Ｄ１｜）に対して比例する関係から、物体２２０の変化量ΔＬを求める。この結果、物体２２０の歪量が算出される。なお、得られた算出結果を、表示装置等を用いて物体２２０の歪分布として可視化してもよい。この際、中央処理装置等の制御手段を用いて、歪量、歪分布を算出してもよい。
【００４５】
物体２２０の歪の検出とは、物体２２０に歪が生じていないことを検出することも含むことに留意されたい。詳細には、色指標における変化がない場合には、物体２２０の歪量が０と算出され、物体２２０に歪が生じていないことが検出される。また、スペクトルメータによって物体２２０の変化量ΔＬが０である場合には、物体２２０に歪が生じていないことが検出される。
【００４６】
以上、図１を参照して本発明の物体の歪を検出する方法を説明してきた。なお、ステップＳ１２０は、物体２２０に対して光を相対的に移動させるステップをさらに含んでもよい。この場合、光を固定して、物体２２０を移動させてもよいし、物体２２０を固定して、光を移動させてもよい。これによって、広範囲にわたって物体２２０の歪分布・歪変化量を検出することができる。
【００４７】
次に、本発明の物体の歪を検出する装置を説明する。
図４は、本発明による物体の歪を検出する装置の模式図である。
装置４００は、図２を参照して説明した検出膜２３０が適用された物体２２０からなる試料４１０の歪を検出する。装置４００は、検出膜２３０を介して物体２２０の表面に光を照射する光学系４２０と、検出膜２３０中の粒子２４０で反射された光を受光する受光手段４５０とを含む。
【００４８】
光学系４２０は、光源４３０とファイバープローブ等の光ファイバ４４０とを含む。光源４３０は、白色光を発する。光ファイバ４４０は、光源４３０の光を試料４１０に入射させる。この際、好ましくは、光ファイバ４４０からの光は、試料４１０の表面に対して直角となるように入射される。これによって、検出強度が向上し得る。
【００４９】
受光手段４５０は、例えば、反射型分光スペクトルメータ等の分光スペクトルメータ、光学顕微鏡、デジタルカメラ、ＣＣＤカメラ、または、これらの組み合わせであり得る。受光手段４５０は、検出膜２３０中の粒子２４０で反射された光を、光ファイバ４４０を介して受光する。受光手段４５０は、物体２２０に歪が生じていない場合、図２を参照して説明した第１の面間隔Ｄ１を有する粒子２４０で反射された光を受光する。一方、物体２２０に歪が生じている場合、物体２２０の歪に応じて変化した第２の面間隔Ｄ２を有す
る粒子２４０で反射された光を受光する。
【００５０】
受光手段４５０が分光スペクトルメータである場合、受光された光をスペクトルデータとして可視化することができる。受光手段４５０がデジタルカメラである場合、測定範囲を画像データ可視化することができる。予め物体２２０の歪による変形前の検出膜２３０によるスペクトルデータ、または、画像データを取得しておけば、検出後のそれらと比較することによって、物体２２０の歪を検出することができる。
【００５１】
装置４００は、試料４１０に対して光学系４２０からの光を相対的に移動させる移動手段４６０、および、光学系４３０、受光手段４５０および移動手段４６０の動作を制御する制御部４７０をさらに含み得る。
【００５２】
移動手段４６０は、光学系４２０からの光を固定して、試料４１０を移動させてもよいし、試料４１０を固定して、光学系４２０からの光を移動させてもよい。移動手段４６０による移動は、手動で行ってもよいし、制御部４７０によって自動で行ってもよい。
【００５３】
制御部４７０は、受光手段４５０で得られたデータを格納する格納部４８０および格納部４８０に格納されたデータを用いて計算を行う算出部４９０を含み得る。
【００５４】
格納部４８０は、例えば、メモリであり得る。格納部４８０は、得られたデータに加えて、予め、種々の第１の面間隔Ｄ１を有する検出膜２３０のスペクトルデータ、および／または、種々の検出膜２３０による物体２２０の長手方向の引張変化率と面間隔の変化量ΔＤとの関係等を格納し得る。算出部４９０は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）であり得る。算出部４９０は、格納部４８０に格納されたデータに基づいて、歪量および／または歪分布を算出する。制御部４７０は、ディスプレイ等の表示手段をさらに有していてもよく、算出結果を可視化してもよい。
【００５５】
制御部４７０は、また、光学系４２０が出射する光の強度、光の波長、光径、タイミング等を制御し、受光手段４５０が試料４１０で反射された光を受光し、かつ、受光した光に基づくデータを格納部へ送信するように制御し、移動手段４６０が試料４１０に対して光学系４２０からの光を相対的に移動するように制御し得る。
【００５６】
次に、装置４００の動作を説明する。
制御部４７０は、光学系４２０が試料４１０の測定すべき箇所に向けて光を出射するように制御する。光源４３０が発した光は、光ファイバ４４０を介して試料４１０に入射される。検出膜２３０中の粒子２４０で反射した光（反射光）は、再度、光ファイバ４４０を介して受光手段４５０によって受光される。受光手段４５０は、得られたデータを格納部４８０に送信する。
【００５７】
制御部４７０は、さらなる測定すべき箇所に光学系４２０からの光が入射するように、移動手段４６０が試料４１０に対して光学系４２０からの光を相対的に移動するように制御する。この後の動作は、上述した一連の動作と同様であるため省略する。以下、すべての測定すべき箇所のデータを受光手段４５０が取得し、格納部４８０にデータが格納される。
【００５８】
算出部４９０は、格納部４８０のデータに基づいて、歪量および／または歪分布を算出する。詳細には、図１を参照して説明したステップＳ１４０と同様であるため省略する。
【００５９】
制御部４７０は、得られた結果を数値、および／または、二次元マッピング像として可視化し得る。
【００６０】
本発明による装置４００は、検出膜２３０の構造色変化を目視にて検出できない場合に有効であり得、任意の検出膜２３０が適用された物体２２０の歪を高精度に検出することができる。
【００６１】
次に具体的な実施例を用いて本発明を詳述するが、本発明がこれら実施例に限定されないことに留意されたい。
【実施例１】
【００６２】
反射光の波長変化（ピークシフト量）と物体の歪変化率との関係を調べた。物体２２０（図２）として塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ、ＶＳＳ−ＨＳ−２２０Ｓ、住友ベークライト社）を用い、塩化ビニル樹脂上に検出膜２３０（図２）を適用し、試料を作製した。ここで、検出膜２３０が適用されたポリ塩化ビニル基板の面積は、３５０ｍｍ2であり、塩化ビ
ニル樹脂の厚さは、０．５ｍｍであり、透明であった。検出膜２３０の粒子２４０（図２）としてポリスチレン粒子（平均粒径２０２ｎｍ）を用い、弾性体２５０（図２）としてポリジメチルシリコーンエラストマーを用いた。
作製直後の試料に白色光を照射したところ、検出膜２３０は赤色の構造色を示した。分光装置を用いて測定した結果、反射光の波長は６６５ｎｍであった。これにより、ポリスチレン粒子の第１の面間隔Ｄ１（図２）は、約２２２ｎｍであることが分かった。
【００６３】
次いで、試料を９０℃まで昇温し、保持した状態で、０．１ｍｍ／分の割合で引張応力を印加した。引き伸ばし器を用いて試料に引張応力を印加した。試料を一定量伸ばすごとに反射分光スペクトルを測定し、反射光の波長変化（ピークシフト量）と物体の伸び率との関係を調べた。測定は、引張応力印加前の測定と合わせて、全部で８回行った。顕微分光スペクトル測定には、反射型分光装置（ＵＳＢ２０００  Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ、Ｏｃｅａｎ  Ｏｐｔｉｃｓ、Ｕ．Ｓ．）を用いた。
【００６４】
図５は、本実施例１による（Ａ）顕微分光スペクトルおよび（Ｂ）ピークシフト量と試料の伸び率との関係を示す図である。
【００６５】
図５（Ａ）には、グラフが複雑になるのを避けるため、上記８回の測定結果のうち最初の５回の測定結果のみを示す。試料の塩化ビニル樹脂の引張応力印加時間が長くなる（すなわち、試料が伸びる）につれて、反射光の波長は、低波長側にシフトすることが確認された。この顕微分光スペクトルからピークシフト量と、試料の伸び率との関係を求めた。試料の伸び率は、１軸ステージが示す値から求めた。この値は、引張応力前の試料の全体長Ｌ（図２）、および、引張応力後の各点での全体長Ｌ＋ΔＬ（図２）を求めることに相当する。
【００６６】
図５（Ｂ）より、反射光の波長のピークシフト量と、塩化ビニル樹脂の伸び率とは比例関係を満たすことが分かった。このことは、反射光の波長のピークシフトは、検出膜２３０（図２）中の粒子２４０（図２）の面間隔Ｄに依存しているため、面間隔の変化量ΔＤ（｜Ｄ２−Ｄ１｜）が、塩化ビニル樹脂の伸び率に比例することに等しい。したがって、検出膜２３０の構造色変化の変化から容易に物体の歪変形量（塑性変形量）を求めることができる。以上、図５から、検出膜２３０の伸び率（ΔＬ／Ｌ）と面間隔の変化量ΔＤとは、
関係ΔＤ＝Ｋ（ΔＬ／Ｌ）・・・（４）
を満たすことが分かった。ここで、Ｋは、試料固有の係数である。実施例１における試料の検出膜２３０の場合、Ｋ≒１．５（ｎｍ／％）であった。
【００６７】
したがって、種々の検出膜２３０を適用した場合の試料の伸び率とピークシフト量との関係が既知であれば、検出膜２３０の構造色変化（すなわち、ピークシフト量）から目視にて半定量的に試料の変化量（伸び率）を知ることができることが分かる。また、分光スペクトルメータを用いて、ピークシフト量を検出した場合には、試料の変化量（伸び率）を定量的に知ることができる。
【００６８】
次に、図５の結果を用いて、実施例１の検出膜２３０を種々の物体に適用した場合の物体の変化量の測定を行った。
【実施例２】
【００６９】
図６は、実施例２による実験模式図、および、デジタルカメラ写真を示す図である。
物体２２０（図２）としてポリエステル（マイラー）フィルムを用い、ポリエステルフィルム上に検出膜２３０（図２）を適用し、試料５００を作製した。ここで、検出膜２３０が適用されたポリエステルフィルムの面積は、４５０ｍｍ2であり、ポリエステルフィ
ルムの厚さは、２５μｍであり、透明であった。検出膜２３０は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００７０】
作製直後（すなわち、応力を印加する前）の試料６００に白色光を照射したところ、検出膜２３０は赤色の構造色を示した。分光装置を用いて測定した結果、反射光の波長は６１５ｎｍであった。上式（１）において、ｎ＝１．５とすると、ポリスチレン粒子の第１の面間隔Ｄ１（図２）は、２０５ｎｍであることが分かった。次いで、試料６００に切れ目を入れた後、試料６００の長手方向(矢印で示す)に引張応力を印加した（本明細書では、単に、塑性変形とも言う）。塑性変形後、白色光を試料６００に照射し、試料６００を目視観察、および、デジタルカメラを用いて撮影した。
【００７１】
図６のデジタルカメラ写真に示されるように、領域６１０は、引張応力が集中し、変形した領域であった。領域６２０は、作製直後の試料６００と同じ赤色の構造色を示しており、引張応力による歪・変形は見られなかった。領域６３０は、領域６１０の近傍であり、黄色〜緑色の構造色を示しており、引張応力による歪・変形が確認された。
【００７２】
次に、試料６００の領域６１０について、より詳細に調べるため顕微分光測定を行った。顕微分光測定は、実施例１と同様の装置を用いて行った。
【００７３】
図７は、実施例２による試料の（Ａ）ＣＣＤカメラ写真、および、（Ｂ）顕微分光スペクトルを示す図である。
【００７４】
図７（Ａ）は、図６の領域６１０近傍を、光学顕微鏡を用いて５０倍に拡大し、ＣＣＤカメラにて撮影した。図７（Ａ）のＣＣＤカメラ写真において、右上から左下にむかって、赤色（スポット１近傍）、黄色（スポット２近傍）、緑色（スポット３近傍）と検出膜２３の構造色の変化が確認された。
次いで、歪変形量を定量的に求めるために、反射型分光装置を用いて、各スポット１〜３における反射分光スペクトルを測定した。
【００７５】
図６（Ｂ）→図７（Ｂ）のスペクトル１、２および３は、それぞれ、スポット１、２および３の分光スペクトルである。スペクトル１、２および３による反射光の波長は、それぞれ、６１５ｎｍ、５８０ｎｍ、および、５６０ｎｍであった。スポット１の領域は、試料作製直後の反射光の波長と同じであった。このことから、スポット１における第２の面間隔Ｄ２s1は、引張応力を印加する前の第１の面間隔Ｄ１と同じであり（すなわち、Ｄ２s1＝Ｄ１＝２０５ｎｍ）、ポリエステルフィルムは歪変形していないことが分かった。スポット２の反射光の波長から、スポット２における第２の面間隔Ｄ２s2は、約１９３ｎｍ
であることが分かった。これにより、面間隔の変化量ΔＤs2は約１２ｎｍであった。同様に、スポット３の反射光の波長から、スポット３における第２の面間隔Ｄ２s3は１８７ｎｍであり、面間隔の変化量ΔＤs3は約１８ｎｍであった。得られた面間隔の変化量ΔＤs2およびΔＤs3それぞれの値に上式（４）を適用すると、スポット１に対する伸び率は、それぞれ、約８％および約１３％であった。
【００７６】
本実施例で用いた顕微分光の場合、５０倍に像を拡大しこれを直径２００μｍの光ファイバを介して分光スペクトルを測定した。したがって、試料上の直径４μｍのスポットを測定していることになる。このように、５μｍ以下の空間分解能で変形領域のマッピング像を構造色のイメージとして可視化することができた。
【実施例３】
【００７７】
図８は、実施例３による（Ａ）実験模式図、（Ｂ）デジタルカメラ写真、および、（Ｃ）顕微分光スペクトルを示す図である。
【００７８】
物体２２０（図２）としてポリ塩化ビニル基板を用い、ポリ塩化ビニル基板上に検出膜２３０（図２）を適用し、試料８００を作製した。ここで、検出膜２３０が適用されたポリ塩化ビニル基板の面積は、約４００ｍｍ2であり、ポリ塩化ビニル基板の厚さは、０．
５ｍｍであり、黒色であった。検出膜２３０は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００７９】
作製直後の試料８００に白色光を照射したところ、検出膜２３０は赤色の構造色を示した。分光装置を用いて測定した結果、反射光の波長は６３０ｎｍであった。これにより、ポリスチレン粒子の第１の面間隔Ｄ１（図２）は、２１０ｎｍであることが分かった。次いで、図８（Ａ）左図に示されるように、試料８００を温度１５０℃まで加熱して、長手方向（矢印で示す）に約１ｍｍ／分の割合で引張応力を印加した。実施例１と同じ引き延ばし器を用いて、ポリ塩化ビニル基板の伸びが３ｍｍとなるまで引っ張り応力を印加し、試料８００を変形させた。この温度は、ポリスチレン粒子およびポリ塩化ビニル基板の軟化点温度以上であればよい。図８（Ｂ）左図に、昇温および引張応力を印加する直前のデジタルカメラ写真を示す。構造色は赤色を示し、均一であることを確認した。
【００８０】
塑性変形後、試料８００を室温まで冷却した。図８（Ａ）右図に示されるように、試料８００のくびれ部分が歪変形したことが目視にて確認された。ここで、領域ｉは、歪変形量が大きいと考えられる領域を示し、領域ｉｉは、歪変形量がほとんどないと考えられる領域を示す。図８（Ｂ）右図に、塑性変形後のデジタルカメラ写真を示す。図８（Ａ）右図の領域ｉに相当する箇所（図８（Ｂ）右図において丸で示す）で構造色の変化が確認された。構造色は、黄色〜緑色を示した。
【００８１】
実施例２と同様に、試料８００の領域ｉおよび領域ｉｉ内の特定のスポットについて、より詳細に調べるため顕微分光を行った。図８（Ｃ）写真ｉは、領域ｉを、光学顕微鏡を用いて５０倍に拡大し、ＣＣＤカメラにて撮影した写真である。図８（Ｃ）写真ｉｉは、同様に、領域ｉｉを、光学顕微鏡を用いて５０倍に拡大し、ＣＣＤカメラにて撮影した写真である。その他の撮影顕微分光の測定条件は、実施例２と同様である。
【００８２】
図８（Ｃ）写真ｉの構造色は、図８（Ｂ）右図領域ｉの構造色よりも明瞭な緑色を示した。一方、図８（Ｃ）写真ｉｉの構造色は、図８（Ｂ）右図領域ｉｉの構造色と同じ赤色であった。図８（Ｃ）のスペクトルｉおよびｉｉは、それぞれ、領域ｉおよび領域ｉｉ内の特定のスポットにおけるスペクトルを示し、それぞれの反射光の波長は、５４５ｎｍおよび６３０ｎｍであった。領域ｉｉは、試料作製直後（すなわち、塑性変形前）の反射光の波長とほぼ同じであった。このことから、領域ｉｉにおける第２の面間隔Ｄ２siiは、
塑性変形前の第１の面間隔Ｄ１（図１）と同じであり、ポリ塩化ビニル基板は歪変形していないことが分かった。一方、領域ｉの反射光の波長から、領域ｉ内の特定のスポットにおける第２の面間隔Ｄ２siは、約１８２ｎｍであることが分かった。面間隔の変化量ΔＤsiは約２８ｎｍであり、この値を上式（４）に適用すると、領域ｉに対する領域ｉｉの伸び率は、約１９％であることが分かった。
【００８３】
なお、検出膜２３０（図２）の要素（粒子２４０（図２）および弾性体２５０（図２））を適宜選択することによって、加熱温度をより高温に設定することもできる。このような温度は、粒子２４０および弾性体２５０が、熱分解しない温度であり得る。また、実施例３では、塑性変形後、試料８００を室温まで冷却した後に歪検出を行ったが、温度を保持したまま歪検出を行ってもよい。
【００８４】
実施例２と実施例３とから、物体全体の歪変形量が、μｍオーダであっても、ｍｍオーダであっても、本発明の方法を用いれば、物体の局所的かつ広範囲にわたる歪分布を検出することができる。また、検出膜中の粒子で光が反射すればよいので、無色透明を含む任意の色を有する物体の歪を検出することができる。
【実施例４】
【００８５】
図９は、実施例４による実験模式図、および、顕微分光スペクトルを示す図である。
試料９００の作製は、実施例３と同様であるため説明を省略する。試料９００に切れ目を入れた後、試料９００の長手方向(矢印で示す)に、昇温した状態で引張応力を印加した。実施例３と同じ温度条件で引張応力を印加した以外は、実施例２と同様であるため、説明を省略する。
【００８６】
図９の実験模式図に示される引張応力の集中した領域９１０について、顕微分光測定を行った。図９の挿入図は、領域９１０を光学顕微鏡にて５０倍に拡大し、ＣＣＤカメラによる撮影した写真である。領域Ａ、ＢおよびＣの構造色は、それぞれ、緑色、黄色および赤色であった。
【００８７】
次いで、歪変形量を定量的に求めるために、反射型分光装置を用いて、各スポットＡ〜Ｃにおける反射分光スペクトルを測定した結果を図９に示す。スペクトルＡ、ＢおよびＣによる反射光の波長は、それぞれ、５６５ｎｍ、５９０ｎｍ、および、６３０ｎｍであった。スポットＣの領域は、試料作製直後の反射光の波長と同じであった。このことから、スポットＣにおける第２の面間隔Ｄ２sCは、引張応力を印加する前の第１の面間隔Ｄ１（＝２１０ｎｍ）と同じであり、ポリ塩化ビニル基板は歪変形していないことが分かった。スポットＢの反射光の波長から、スポットＢにおける第２の面間隔Ｄ２sBは、１９７ｎｍであることが分かった。面間隔の変化量ΔＤsBは１３ｎｍとなり、この値を上式（４）に適用すると、スポットＣに対するスポットＢの伸び率は、約９％であった。同様に、スポットＡの反射光の波長から、スポットＡにおける第２の面間隔ＤsAは、１８８ｎｍであることが分かった。面間隔の変化量ΔＤsAは２２ｎｍとなり、この値を上式（４）に適用すると、スポットＣに対するスポットＡの伸び率は、約１５％であった。
【００８８】
実施例２と同様に、厚い物体に対しても微小領域の歪変形を検出することができることがわかった。
【００８９】
以上、実施例１〜４では、物体２２０（図２）の長手方向に引張応力を印加した場合を示してきたが、本発明の方法は、物体２２０が圧縮した場合であっても歪を検出することができることに留意されたい。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
以上説明してきたように、本発明の方法を用いれば、物体の歪による変形量を大面積にわたって、容易に検出することができる。本発明による方法は、新規材料の開発における新規な評価方法として採用することができる。例えば、本発明の方法は、新規高分子材料の機械強度特性の評価、熱塑性の評価に適用可能である。また、本発明による方法は、物体の塑性変形の監視または検査に有効であり得る。詳細には、構造材料などの塑性変形を容易に監視し、予兆を早期に発見することによって事故防止をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明による物体の歪を検出する方法を示すフローチャート
【図２】本発明による物体の歪を検出する原理を示す模式図
【図３】面間隔と構造色との関係を示すグラフ
【図４】本発明による物体の歪を検出する装置の模式図
【図５】実施例１による（Ａ）顕微分光スペクトルおよび（Ｂ）ピークシフト量と試料の伸び率との関係を示す図
【図６】実施例２による実験模式図、および、デジタルカメラ写真を示す図
【図７】実施例２による試料の（Ａ）ＣＣＤカメラ写真、および、（Ｂ）顕微分光スペクトルを示す図
【図８】実施例３による（Ａ）実験模式図、（Ｂ）デジタルカメラ写真、および、（Ｃ）顕微分光スペクトルを示す図
【図９】実施例４による実験模式図、および、顕微分光スペクトルを示す図
【図１０】従来技術による物体の変形量を測定するフローチャート
【図１１】従来技術による歪分布表示装置の模式図
【符号の説明】
【００９２】
２００  応力印加前の状態
２１０  応力印加後の状態
２２０  物体
２３０  検出膜
２４０  粒子
２５０  弾性体
４００  装置
４１０、６００、８００、９００  試料
４２０  光学系
４３０  光源
４４０  光ファイバ
４５０  受光手段
４６０  移動手段
４７０  制御部
６１０、６２０、６３０、９１０  領域
【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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【図１０】
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【図１１】
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