(57)【要約】【課題】安価に、かつ簡易に対象物の変位をモニタリングすることのできる変位判定装置及び変位量計測システムを提供する。【解決手段】変位判定装置１は、第１面及びそれに対向する第２面を有する第１偏光板２と、第１面及びそれに対向する第２面を有し、第１偏光板２と実質的に平行に配置される第２偏光板３とを備え、第１偏光板２及び第２偏光板３は、互いの偏光軸が非平行になるように、かつそれらが重なり合う領域の面積を変化させる方向に移動可能に配置されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面及びそれに対向する第２面を有する第１偏光板と、
第１面及びそれに対向する第２面を有し、前記第１偏光板と実質的に平行に配置される第２偏光板と
を備え、
前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、互いの偏光軸が非平行になるように、かつそれらが重なり合う領域の面積を変化させる方向に移動可能に配置されている、変位判定装置。
【請求項２】
前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、それらの少なくとも一部を重なり合わせた状態で配置されている、請求項１に記載の変位判定装置。
【請求項３】
前記第１偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第１偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第１光制御板と、
前記第２偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第２偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第２光制御板と
をさらに備え、
前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、前記第１光制御板と前記第２光制御板とを対向させるように、かつ前記第１光制御板と前記第２光制御板とが重なり合う領域の面積を変化させる方向に移動可能に配置されている、請求項１又は請求項２に記載の変位判定装置。
【請求項４】
前記第１光制御板は、前記第１の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第１領域及び第２領域を有し、
前記第２光制御板は、前記第２の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第３領域及び第４領域を有し、
前記第１領域及び前記第２領域は、該第１領域及び該第２領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列され、
前記第３領域及び前記第４領域は、該第３領域及び該第４領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列される、請求項３に記載の変位判定装置。
【請求項５】
第１面及びそれに対向する第２面を有する第１偏光板と、
第１面及びそれに対向する第２面を有し、前記第１偏光板と実質的に平行に配置される第２偏光板と、
前記第１偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第１偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第１光制御板と、
前記第２偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第２偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第２光制御板と
を備え、
前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、互いの偏光軸が略平行になるように、前記第１光制御板と前記第２光制御板とを対向させるように、かつ前記第１光制御板と前記第２光制御板とが重なり合う領域の面積を変化させる方向に移動可能に配置されている、変位判定装置。
【請求項６】
前記第１光制御板は、前記第１の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第１領域及び第２領域を有し、
前記第２光制御板は、前記第２の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第３領域及び第４領域を有し、
前記第１領域及び前記第２領域は、該第１領域及び該第２領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列され、
前記第３領域及び前記第４領域は、該第３領域及び該第４領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列され、
前記第１光制御板の面内において、前記第１領域は前記第１の偏光板の偏光軸に対して３０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有するとともに、前記第３領域は前記第１の偏光板の偏光軸に対して１２０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有し、
前記第２光制御板の面内において、前記第３領域は前記第２の偏光板の偏光軸に対して３０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有するとともに、前記第４領域は前記第２の偏光板の偏光軸に対して１２０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有し、
前記第１領域〜前記第４領域のリタデーションが、波長５００ｎｍの光に対して、１２５ｎｍよりも小さいまたは大きい、請求項５に記載の変位判定装置。
【請求項７】
前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、それらの少なくとも一部を重なり合わせた状態で配置されている、請求項５または請求項６に記載の変位判定装置。
【請求項８】
前記第１偏光板の前記第２面上に設けられ、前記第１偏光板を支持する第１支持基材と、
前記第２偏光板の前記第２面上に設けられ、前記第２偏光板を支持する第２の支持基材と
をさらに備える、請求項１から請求項７のいずれかに記載の変位判定装置。
【請求項９】
前記第１支持基材における前記第１偏光板を支持する支持面に、前記第１支持基材を対象物に固定する第１固定部が設けられており、
前記第２支持基材における前記第２偏光板を支持する支持面に対向する面に、前記第２支持基材を前記対象物に固定する第２固定部が設けられている、請求項８に記載の変位判定装置。
【請求項１０】
前記第１支持基材及び／又は前記第２支持基材は蓄光剤を含む、請求項８又は請求項９に記載の変位判定装置。
【請求項１１】
前記第１支持基材における前記第１偏光板を支持する支持面に対向する面、又は前記第２支持基材における前記第２偏光板を支持する支持面に対向する面に、防眩層及び／又は反射防止層が設けられている、請求項８から請求項１０の何れかに記載の変位判定装置。
【請求項１２】
計測対象物における変位量を計測するシステムであって、
請求項１〜１１のいずれかに記載の変位判定装置を、該変位判定装置の前記計測対象物への設置面と反対側の面側から見たときの画像データであって、前記変位判定装置の変位量に応じた複数の画像データを格納する画像データ格納部と、
前記計測対象物に設置されている前記変位判定装置を、該変位判定装置の前記計測対象物への設置面と反対側の面側から撮像した撮像データ及び前記画像データ格納部に格納されている前記画像データに基づき、前記計測対象物の変位量を算出する変位量算出部と
を有する、変位量計測システム。
【請求項１３】
前記画像データ格納部に格納されている前記複数の画像データの中から前記撮像データと実質的に一致する画像データを抽出する画像データ抽出部をさらに有し、
前記画像データ格納部は、前記変位判定装置の変位量と、前記複数の画像データのそれぞれとを関連付けて格納しており、
前記変位量算出部は、前記画像データ抽出部により抽出された画像データに関連付けられている前記相対変位量に基づき、前記計測対象物の変位量を算出する、請求項１２に記載の変位量計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、変位判定装置及び変位量計測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル、橋梁等のコンクリート構造物や鋼構造物、法面等の自然構造物等において、老朽化、塩害、腐食等によって、また荷重や地盤の変位等によってひび割れ、亀裂等が生じることがある。これらの構造物に生じたひび割れ、亀裂等の挙動が安定しているのか、変動しているのかをモニタリングし、的確に判定することが、当該ひび割れ、亀裂等を補修するにあたり重要となる。
【０００３】
従来、上記構造物等の計測対象物に生じたひび割れ、亀裂等の変位をモニタリングする装置として、当該ひび割れ、亀裂等を跨ぐようにして計測対象物に光ファイバーを固定し、当該計測対象物の変位に伴う光ファイバーの伸縮に基づき、ＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical-Fiber time Domain Reflectometer）法により変位量を求める変位量計測装置が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２５４７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の変位量計測装置においては、計測対象物に生じる歪みに伴って光ファイバーが伸縮し、当該光ファイバーの伸縮による歪みによって生じる光ファイバー内のブリルアン散乱光の特性の変化を検出することで、計測対象物の変位量を求めることができる。
【０００６】
しかし、光ファイバー内のブリルアン散乱光の特性変化を検出するための検出装置が必要となり、変位判定装置の導入にかかるコストが高価にならざるを得ないという問題がある。
【０００７】
また、光ファイバー内のブリルアン散乱光を検出し、ＢＯＴＤＲ法のような複雑な計算を要する解析方法を用いて変位量を求めるなど、変位量の計測が煩雑である。そのため、安価で導入することができ、かつ簡易に対象物の変位をモニタリング可能な新たな装置の提案が切望されている。
【０００８】
上記課題に鑑みて、本発明は、安価に、かつ簡易に対象物の変位をモニタリングすることのできる変位判定装置及び変位量計測システムを提供することを一目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態として、第１面及びそれに対向する第２面を有する第１偏光板と、第１面及びそれに対向する第２面を有し、前記第１偏光板と実質的に平行に配置される第２偏光板とを備え、前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、互いの偏光軸が非平行になるように、かつそれらが重なり合う領域の面積を変化させる方向に移動可能に配置されている、変位判定装置が提供される。
【００１０】
前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、それらの少なくとも一部を重なり合わせた状態で配置されていてもよい。
【００１１】
前記第１偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第１偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第１光制御板と、前記第２偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第２偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第２光制御板とをさらに備え、前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、前記第１光制御板と前記第２光制御板とを対向させるように、かつ前記第１光制御板と前記第２光制御板とが重なり合う領域の面積を変化させる方向に移動可能に配置されていてもよい。
【００１２】
前記第１光制御板は、前記第１の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第１領域及び第２領域を有し、前記第２光制御板は、前記第２の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第３領域及び第４領域を有し、前記第１領域及び前記第２領域は、該第１領域及び該第２領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列され、前記第３領域及び前記第４領域は、該第３領域及び該第４領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列されていてもよい。
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態として、第１面及びそれに対向する第２面を有する第１偏光板と、第１面及びそれに対向する第２面を有し、前記第１偏光板と実質的に平行に配置される第２偏光板と、前記第１偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第１偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第１光制御板と、前記第２偏光板の前記第１面上に設けられ、前記第２偏光板を透過した光の偏光状態を変化させる第２光制御板とを備え、前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、互いの偏光軸が略平行になるように、前記第１光制御板と前記第２光制御板とを対向させるように、かつ前記第１光制御板と前記第２光制御板とが重なり合う領域の面積を変化させる方向に移動可能に配置されている、変位判定装置が提供される。前記第１光制御板は、前記第１の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第１領域及び第２領域を有し、前記第２光制御板は、前記第２の偏光板を透過した光の偏光状態を互いに異なる状態に制御する略長方形状の第３領域及び第４領域を有し、前記第１領域及び前記第２領域は、該第１領域及び該第２領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列され、前記第３領域及び前記第４領域は、該第３領域及び該第４領域の長辺と直交する方向に沿って交互に繰り返し配列され、前記第１光制御板の面内において、前記第１領域は前記第１の偏光板の偏光軸に対して３０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有するとともに、前記第３領域は前記第１の偏光板の偏光軸に対して１２０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有し、前記第２光制御板の面内において、前記第３領域は前記第２の偏光板の偏光軸に対して３０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有するとともに、前記第４領域は前記第２の偏光板の偏光軸に対して１２０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸を有し、前記第１領域〜前記第４領域のリタデーションが、波長５００ｎｍの光に対して、１２５ｎｍよりも小さいまたは大きいのが好ましい。前記第１偏光板及び前記第２偏光板は、それらの少なくとも一部を重なり合わせた状態で配置されていてもよい。
【００１４】
前記第１偏光板の前記第２面上に設けられ、前記第１偏光板を支持する第１支持基材と、前記第２偏光板の前記第２面上に設けられ、前記第２偏光板を支持する第２の支持基材とをさらに備えていてもよく、前記第１支持基材における前記第１偏光板を支持する支持面に、第１支持基材を対象物に固定する第１固定部が設けられており、前記第２支持基材における前記第２偏光板を支持する支持面に対向する面に、第２支持基材を対象物に固定する第２固定部が設けられていてもよく、前記第１支持基材及び／又は前記第２支持基材は蓄光剤を含んでいてもよく、前記第１支持基材における前記第１偏光板を支持する支持面に対向する面、又は前記第２支持基材における前記第２偏光板を支持する支持面に対向する面に、防眩層及び／又は反射防止層が設けられていてもよい。
【００１５】
また、本発明の一実施形態として、計測対象物における変位量を計測するシステムであって、上記変位判定装置を計測対象物への設置面と反対側の面側から見たときの画像データであって、変位判定装置の相対変位量に応じた複数の画像データを格納する画像データ格納部と、計測対象物に設置されている上記変位判定装置を計測対象物への設置面と反対側の面側から撮像した撮像データ及び画像データ格納部に格納されている画像データに基づき、計測対象物の変位量を算出する変位量算出部とを有する、変位量計測システムが提供される。
【００１６】
上記変位量計測システムは、上記画像データ格納部に格納されている複数の画像データの中から上記撮像データと実質的に一致する画像データを抽出する画像データ抽出部をさらに有し、画像データ格納部は、上記変位判定装置の相対変位量と、複数の画像データのそれぞれとを関連付けて格納しており、上記変位量算出部は、画像データ抽出部により抽出された画像データに関連付けられている相対変位量に基づき、計測対象物の変位量を算出することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、安価に、かつ簡易に対象物の変位をモニタリングすることのできる変位判定装置及び変位量計測システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の概略構成を示す、図１におけるＡ−Ａ線切断端面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態における変位判定装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置を対象物に設置した状態を概略的に示す平面図である。
【図５】図５は、図１に示される変位判定装置に表示されるパターンの表示態様を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の他の態様を概略的に示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の他の態様を示す、図６におけるＢ−Ｂ線切断端面図である。
【図８】図８は、図６に示される変位判定装置に表示されるパターンの表示態様を示す模式図である。
【図９】図９は、図６に示される変位判定装置における偏光板の角度と光の透過率との関係を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の他の態様を概略的に示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の概略構成を示す、図１０におけるＣ−Ｃ線切断端面図である。
【図１２】図１２は、図１０に示される変位判定装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図１３は、図１０に示される変位判定装置による作用を説明するための模式図である。
【図１４】図１４は、図１０に示される変位判定装置に表示されるパターンの表示態様を示す模式図である。
【図１５】図１５は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の他の態様を概略的に示す平面図である。
【図１６】図１６は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の他の態様を示す、図１５におけるＤ−Ｄ線切断端面図である。
【図１７】図１７は、図１５に示される変位判定装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図１８】図１８は、図１５に示される変位判定装置による作用を説明するための模式図である。
【図１９】図１９は、図１５に示される変位判定装置に表示されるパターンの表示態様を示す模式図である。
【図２０】図２０は、図１５に示される変位判定装置に表示されるパターンの表示態様を示す模式図である。
【図２１】図２１は、本発明の一実施形態に係る変位判定装置の他の態様の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２２】図２２は、図２１に示される変位判定装置による作用を説明するための模式図である。
【図２３】図２３は、本発明の一実施形態に係る変位量計測システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本明細書に添付した図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりしている場合がある。
【００２０】
本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。
【００２１】
本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」、「パネル」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」、「パネル」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。
【００２２】
図１は、本実施形態に係る変位判定装置の概略構成を示す平面図であり、図２は、本実施形態に係る変位判定装置の概略構成を示す、図１におけるＡ−Ａ線切断端面図であり、図３は、本実施形態における変位判定装置の概略構成を示す分解斜視図であり、図４は、本実施形態に係る変位判定装置の変位を判定する所望の対象物に設置した状態を概略的に示す平面図である。
【００２３】
本実施形態に係る変位判定装置１は、略正方形状の偏光板２と、当該偏光板２と略同一形状の偏光板３とを備えている。偏光板２は略長方形状の支持基材４上に支持され、偏光板３は当該支持基材４と略同一形状の支持基材５上に支持されている。なお、偏光板２と支持基材４とは図示しない接着層を介して相互に接着され、偏光板３と支持基材５とは図示しない接着層を介して相互に接着されている。偏光板２は、支持基材４上における一の短辺４ｂ側に配置され、偏光板３は、支持基材５上における一の短辺５ｂ側に配置されている。
【００２４】
本実施形態における変位判定装置１は、支持基材４における偏光板２を支持する支持面４ｓと、支持基材５における偏光板３を支持する支持面５ｓとが対向するように構成されている。この状態においては、偏光板２と偏光板３とは互いに重ならないように配置されている（図１及び図２参照）。この状態を初期状態とする。
【００２５】
支持基材４は、偏光板２を支持する支持面４ｓに対向する面における短辺４ａ近傍に固定部６を有し、支持基材５は、偏光板３を支持する支持面５ｓにおける短辺５ａ近傍に固定部７を有している。固定部６は、支持基材４を対象物（本実施形態に係る変位判定装置１を用いて変位を判定する変位判定対象物）に固定するためのものであり、固定部７は支持基材５を当該対象物に固定するためのものである。例えば、本実施形態に係る変位判定装置１が、トンネル等のコンクリート構造物に生じたひび割れの変位を判定するために用いられる場合、ひび割れを挟むように当該ひび割れの両側に固定部６及び固定部７のそれぞれにより支持基材４及び支持基材５のそれぞれが固定される。これにより、偏光板２及び偏光板３は、それらが重なり合うことで所定のパターン状に出現する領域Ｐ０１（図５参照）の面積を変化させる方向（図５における左右方向）に移動可能に配置される。なお、図２において、固定部６及び固定部７は、それぞれ短辺４ａ及び短辺５ａに沿って細長い略長方形状の接着層により構成されているが、これに限定されず、支持基材４及び支持基材５を対象物に固定可能な部材として公知のものが固定部６及び固定部７として適宜採用され得る。また、本実施形態においては、固定部６を対象物へ固定する固定面と、固定部７を対象物に固定する固定面とが面一になっていないように固定部６及び固定部７が図示されているが、これは本実施形態に係る変位判定装置１の構成を理解し易くするために誇張して描いているものに過ぎない。
【００２６】
偏光板２及び偏光板３は、一方の直線偏光成分の光を高い透過率で透過させるとともに、一方の直線偏光成分と直交する方向に振動する他方の直線偏光成分の光を吸収する機能を有している。本実施形態において、偏光板２及び偏光板３は、それらの偏光軸が互いに非平行になるようにそれぞれ支持基材４及び支持基材５上に配置されている。とりわけ図示する例では、偏光板２及び偏光板３は、それぞれの偏光軸が互いに直交する状態、すなわちクロスニコル状態で配置され、偏光板２の偏光軸がＹ軸方向を向いており、偏光板３の偏光軸がＸ軸方向を向いている（図３参照）。なお、偏光板２及び偏光板３として、ポリビニルアルコールにヨウ素や二色性色素を吸着させてなる広く普及した偏光板を用いることができる。なお、本実施形態において「非平行」とは、２つの偏光軸同士の相対的な位置関係が平行にならない状態をいい、偏光板２の偏光軸を軸方向に延ばして得られる仮想延長線と、偏光板３の偏光軸を軸方向に延ばして得られる仮想延長線とが交差する位置状態が含まれ得る。
【００２７】
偏光板２及び偏光板３の厚みは、所望の光透過性を有するものであれば特に限定されないが、５μｍ〜２００μｍであることが好ましく、１５μｍ〜１５０μｍであることがさらに好ましく、３０μｍ〜１００μｍであることが特に好ましい。
【００２８】
偏光板２及び偏光板３の大きさは、本実施形態に係る変位判定装置１を用いて変位を判定する対象物に応じて適宜設定され得る。後述するように、本実施形態に係る変位判定装置１は対象物に設置され、支持基材５側からの観測により対象物の変位が判定され得る。そのため、対象物に設置された変位判定装置１と観測者との距離等に応じて、偏光板２及び偏光板３の大きさが適宜設定され得る。例えば、本実施形態に係る変位判定装置１がトンネル等のコンクリート構造物に生じたひび割れの変位を判定するために用いられる場合、トンネル等に設置された変位判定装置１と観測者との距離が近いため、偏光板２及び偏光板３の大きさは、例えば、３０ｍｍ×３０ｍｍ〜１００ｍｍ×１００ｍｍ程度の範囲内で適宜設定され得る。一方で、本実施形態に係る変位判定装置１が法面等の自然構造物における変位を判定するために用いられる場合、通常、法面等に設置された変位判定装置１と観測者との距離が遠いため、偏光板２及び偏光板３の大きさは、例えば、３００ｍｍ×３００ｍｍ〜１０００ｍｍ×１０００ｍｍ程度の範囲内で適宜設定され得る。
【００２９】
支持基材４及び支持基材５は、変位に耐え得る所望の剛性を有する透明基板により構成され得る。支持基材４及び支持基材５として剛性を有する透明基板を用いることで、耐衝撃性等に優れ、破損等が生じ難いという利点がある。なお、本実施形態において「透明」とは、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍにおける全光線透過率が７０％以上であることを意味する。支持基材４及び支持基材５を構成する材料としては、例えば、ガラス、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂等が挙げられる。
【００３０】
上述した支持基材４及び支持基材５の厚みについては、これらに用いられる材料が相対的に剛性の高い材料（例えばガラス等）か剛性の低い材料（例えばアクリル樹脂や塩化ビニル樹脂等）かにより、好適な範囲が適宜設定され得る。支持基材４及び支持基材５に用いられる材料が相対的に剛性の高い材料であれば、その厚みは例えば２００μｍ〜５００μｍの範囲内で適宜設定され得る。他方、支持基材４及び支持基材５に用いられる材料が相対的に剛性の低い材料であれば、その厚みは例えば１０００μｍ〜２０００μｍの範囲内で適宜設定され得る。
【００３１】
本実施形態においては、支持基材４及び支持基材５は透明な基材で構成されているが、観測者側に配置される支持基材５が少なくとも透明な基材であればよく、支持基材４は透明な基材でなくてもよい。支持基材４は、例えば、白色の基材や赤色の基材など、変位判定装置１が設置される環境に応じ、観測者により、また所望により撮像装置により、偏光板２及び偏光板３が重なり合うことで出現する所定のパターン状の領域Ｐ０１（図５参照）が認識され易い色の色反射基材であってもよい。また、例えばトンネルの中等、十分な光量を得ることが困難な環境下において、所定のパターン状の領域Ｐ０１を認識するために十分な光量を得るべく、支持基材４が、アルミナ系酸化物等の蓄光剤を含むものであってもよいし、支持基材４における偏光板２を支持する支持面４ｓ又はそれに対向する面に蓄光シートが貼付されていてもよい。蓄光シートとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム又はポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）フィルム等と蓄光剤層との積層シート等を使用することができる。
【００３２】
支持基材５における偏光板３を支持する支持面５ｓに対向する面には、防汚層、防眩層、反射防止層、ＵＶカット層等の機能層（図示せず）が設けられていてもよい。
【００３３】
なお、本実施形態に係る変位判定装置１は、所定の外装基材によって保護される構成であってもよい。この場合の外装基材は、伸縮性を有する透明なフィルムにより構成され得る。伸縮性フィルムにより構成された外装基材を用いることで、本実施形態に係る変位判定装置１による対象物の変位に追従して外装基材が伸縮するため、当該対象物の変位が的確に判定され得る。外装基材は、例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリウレタン樹脂、軟質塩化ビニル樹脂、４フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）等のフッ素系樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等により構成され、互いに同一の樹脂材料により構成されていてもよいし、異なる樹脂材料により構成されていてもよい。なお、支持基材４及び支持基材５が、上記の外装基材としての機能を兼ねる構成であってもよい。
【００３４】
本実施形態に係る変位判定装置１を、対象物に発生しているひび割れを跨ぐようにして当該対象物に設置することで、支持基材４及び支持基材５の面内におけるＸ軸方向への変位に追従して、変位を判定することができる。なお、本実施形態においては、支持基材４の支持面４ｓに対向する面が対象物に対面するように変位判定装置１が当該対象物に設置される構成を示しているが、これに限定されず、支持基材５の支持面５ｓに対向する面が対象物に対面するように変位判定装置１が当該対象物に設置される構成であってもよい。支持面５ｓに対向する面が対象物に対面するように変位判定装置１が当該対象物に設置される場合、固定部６及び固定部７が図２に示される設置面と対向する面側に設けられる、すなわち固定部６が支持基材４における偏光板２を支持する支持面４ｓに設けられ、固定部７が支持基材５における偏光板３を支持する支持面５ｓに対向する面側に設けられることは言うまでもない。また、上述したように、本実施形態に係る変位判定装置１においては、支持基材４における偏光板２を支持する支持面４ｓと、支持基材５における偏光板３を支持する支持面５ｓとが対向しているが、これに限定されず、支持基材４における偏光板２を支持する支持面４ｓと、支持基材５における偏光板３を支持する支持面５ｓに対向する面とが対向していてもよい。
【００３５】
上述した構成を有する変位判定装置１は、コンクリート構造物や自然構造物等の対象物にひび割れや亀裂等が生じた場合に、当該ひび割れや亀裂等の挙動を調べるために用いられる。具体的には、図４に示すように、対象物５０にひび割れ５１が生じている場合に、当該ひび割れ５１を中心とした一方側に固定部６を位置させ、他方側に固定部７を位置させるようにして、変位判定装置１を対象物５０に設置する。そして、所定期間経過後に変位判定装置１において支持基材４及び支持基材５がその長手方向に沿って左右方向にそれぞれ変位した場合に、変位判定装置１にて出現し得る所定のパターン状の領域Ｐ０１（図５参照）を観測することで、ひび割れの挙動を把握することができる。
【００３６】
図５は、図１に示される変位判定装置１に出現する所定のパターン状の領域の態様を示す模式図である。本態様においては、例えば図４に示すひび割れ５１の割れ幅が左右に拡大することにより、図５（Ａ）に示すように支持基材４が矢印Ｒ方向に変位し、支持基材５が矢印Ｌ方向に変位する場合に変位判定装置１に出現するパターンについて説明する。また、図５は、図面の手前側を光が照射される側とし、図面の奥側を対象物側として描かれたものである。
【００３７】
図５（Ａ）に示される変位判定装置１の状態は、初期状態（図１に対応した状態）である。初期状態における変位判定装置１においては、上述したように偏光板２と偏光板３とが重なり合わないように配置されている。このため、支持基材５側から入射される光が吸収されることなく支持基材４を透過した後、対象物５０に反射して反射光になる。よって、初期状態における変位判定装置１においては、観測者により視認され得るパターン状の領域は何ら出現していない。
【００３８】
例えば図４に示すひび割れ５１の割れ幅が左右に拡大すると、それに伴って支持基材４が図５（Ａ）に示す矢印Ｒ方向に変位し、支持基材５が図５（Ａ）に示す矢印Ｌ方向に変位する。この場合、変位判定装置１の長手方向の中央付近で偏光板２の一部と偏光板３の一部とが重なることによって形成される重なり領域Ｐ０１において、偏光板３を透過した直線偏光成分の光が偏光板２の偏光軸と直交する吸収軸により吸収される。このため、重なり領域Ｐ０１は、黒色のパターン状の領域として出現する（図５（Ｂ）参照）。
【００３９】
図５（Ｂ）に示される状態から、ひび割れ５１の割れ幅がさらに左右に拡大すると、それに伴って支持基材４が図５（Ａ）に示す矢印Ｒ方向にさらに変位し、支持基材５が図５（Ａ）に示す矢印Ｌ方向にさらに変位する。この場合、上述した重なり領域Ｐ０１の面積は増大する。よって、当該重なり領域Ｐ０１としての黒色のパターン状の領域の左右方向の幅がさらに拡大する（図５（Ｃ）参照）。
【００４０】
変位判定装置１における上述の重なり領域Ｐ０１に黒色のパターンが出現することにより、観測者は対象物５０におけるひび割れ５１の挙動、とりわけ本例ではひび割れ５１の左右方向への割れ幅の拡がりの程度を観測することができる。このように、本実施形態によれば、２枚の偏光板を組み合わせて構成される変位判定装置１を対象物５０に設置し、所定期間経過後に変位判定装置１を観測するだけで、対象物５０における変位の挙動を把握することができる。
【００４１】
なお、上述した本実施形態における変位判定装置１を対象物５０へ設置する態様は一例であって、本例に限定されない。例えば、図４に示した、上下方向に細長く左右方向に割れ幅を有するひび割れ５１と異なり、左右方向に細長く上下方向に割れ幅を有するひび割れに対しては、変位判定装置１の長手方向を上下方向とし、当該ひび割れを跨ぐように変位判定装置１を設置してもよい。この場合においては、当該ひび割れの割れ幅の上下方向への挙動を観測することができる。
【００４２】
図６は、本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様を概略的に示す平面図であり、図７は、本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様を示す、図６におけるＢ−Ｂ線切断端面図であり、図８は、図６に示される変位判定装置１に表示されるパターンの表示態様を示す模式図である。なお、図１から図５を用いて説明した変位判定装置１と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【００４３】
図６から図８に示される変位判定装置１においては、支持基材４及び支持基材５の形状は同サイズの略正方形状である。偏光板２及び偏光板３の形状は同サイズの略正方形状であり、偏光板２及び偏光板３の面積は支持基材４及び支持基材５より小さい。本態様においては、図６の平面視で見た場合に、偏光板２は支持基材４の左上近傍に配置され、偏光板３は、支持基材５の右下近傍に配置されている。また、平面視における中央付近において偏光板２及び偏光板３の一部が重なっている。
【００４４】
さらに、図６の平面視で見た場合に、支持基材４は、その右下角付近に位置する固定部６によって対象物５０に固定され、支持基材５は、その左上角付近に位置する固定部７によって対象物５０に固定され得る（図４参照）。図６から図８に示される変位判定装置１は、これらの構成を除き、図１から図５を用いて説明した上述の変位判定装置１と同様の構成である。なお、図６は、図面の手前側を光が照射される側とし、図面の奥側を対象物５０側として描かれたものである。
【００４５】
本態様においては、図８（Ａ）の平面視で示される変位判定装置１の状態が初期状態である。この初期状態における変位判定装置１の平面視中央付近において偏光板２及び偏光板３の一部が重なる重なり領域Ｐ１１が出現している。また、図１から図５に示される変位判定装置１と同様に、偏光板２と偏光板３とがクロスニコル状態で配置されている。このため、重なり領域Ｐ１１においては、偏光板３を透過する所定の直線偏光成分の光が偏光板２の偏光軸と直交する吸収軸により吸収されることにより、既に略正方形状の黒色のパターンが出現していることになる。また、本態様においては、図１から図５に示した変位判定装置１と異なり、支持基材４が、右下角付近に位置する固定部６によって対象物５０に固定され、支持基材５が、左上角付近に位置する固定部７によって対象物５０に固定されている（図４参照）。よって、支持基材４及び支持基材５は、それぞれ、矢印ＲＴ方向又は矢印ＬＴ方向に回転するような変位にも追従可能である（図８（Ａ）参照）。
【００４６】
本態様においては、支持基材４が、図８（Ａ）に示す矢印ＬＴ方向への回転変位に追従して移動した場合、偏光板２及び偏光板３の重なり合う重なり領域Ｐ１１は変形する。これにより、重なり領域Ｐ１１における黒色のパターンが、初期状態の略正方形状から変形する（図８（Ｂ）参照）。さらに、重なり領域Ｐ１１としてのパターン状の領域の色は、図８（Ａ）に示される初期状態よりも明るくなる。これは、支持基材４が回転変位に追従して移動することで、偏光板３の偏光軸に対する偏光板２の偏光軸の角度が直交する初期状態（回転角が０°）から変化し、それによって、初期状態における重なり領域Ｐ１１において略０％であった光の透過率が略０％から増加するためである。
【００４７】
図９は、図６に示される変位判定装置１における偏光板の角度と光の透過率との関係を示す模式図である。本図に示すように、本態様によれば、重なり領域Ｐ１１における光の透過率から偏光板の回転角を求めることができる。光の透過率については、支持基材５側から重なり領域Ｐ１１に出現する黒色のパターンを撮像した撮像データを画像解析することにより求めることができる。これにより、図６から図８に示される変位判定装置１によれば、ひび割れ５１の斜め方向などへの挙動を把握することができる。
【００４８】
本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様について説明する。図１０は、本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様を概略的に示す平面図であり、図１１は、本実施形態に係る変位判定装置１の概略構成を示す、図１０におけるＣ−Ｃ線切断端面図であり、図１２は、図１０に示される変位判定装置１の概略構成を示す分解斜視図であり、図１３は、図１０に示される変位判定装置１による作用を説明するための模式図である。なお、図１から図８を用いて説明した変位判定装置１と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【００４９】
図１０に示す変位判定装置１は、偏光パネル２０と、偏光パネル３０とを備える。偏光パネル２０は、第１偏光板２１と第１光制御板２２とを含み、偏光パネル３０は、第２偏光板３１と第２光制御板３２とを含む（図１２参照）。偏光パネル２０は、第１偏光板２１を支持基材４側に位置させるようにして当該支持基材４に支持され、偏光パネル３０は、第２偏光板３１を支持基材５側に位置させるようにして当該支持基材５に支持されている（図１２参照）。偏光パネル２０と支持基材４とは不図示の接着剤により接着され、偏光パネル３０と支持基材５とは当該接着剤により接着されている。また、図２に示される変位判定装置１と同様に、本態様における変位判定装置１についても、支持基材４における偏光パネル２０を支持する支持面４ｓと、支持基材５における偏光パネル３０を支持する支持面５ｓとが対向するように構成されている。さらに、本態様においては、第１光制御板２２が第１偏光板２１の面上に設けられ、第２光制御板３２が第２偏光板３１の面上に設けられている。よって、本態様においては、第１偏光板２１及び第２偏光板３１は、第１光制御板２２と第２光制御板３２とを対向させるように、かつ第１光制御板２２と第２光制御板３２とが重なり合う重なり領域Ｐ４１の面積を変化させる方向に移動可能に配置されている。なお、図１０は、図面の手前側を光が照射される側とし、図面の奥側を対象物５０側として描かれたものである。
【００５０】
本態様においては、図１０から図１２に示すように、支持基材４及び支持基材５は、共に略長方形状で同サイズであり、略正方形状である偏光パネル２０の全面と略正方形状である偏光パネル３０の全面とが互いに略重なるようにして配置されている。その状態においては、偏光パネル２０と偏光パネル３０とが重なることにより形成される重なり領域Ｐ４１には所定のパターンは出現しておらず、対象物５０における変位判定装置１の設置面が透けた状態として視認され得る。なお、図２に示される変位判定装置１と同様に、本態様における変位判定装置１においても、支持基材４は固定部６により対象物５０に固定され、支持基材５は固定部７により対象物５０に固定される（図４参照）。
【００５１】
第１偏光板２１及び第２偏光板３１は、一方の直線偏光成分の光を高い透過率で透過させるとともに、一方の直線偏光成分と直交する方向に振動する他方の直線偏光成分の光を吸収する機能を有している。本実施形態において、第１偏光板２１及び第２偏光板３１は、それらの偏光軸が互いに非平行になるようにそれぞれ支持基材４及び支持基材５上に配置されている。とりわけ図示する例では、第１偏光板２１及び第２偏光板３１は、それぞれの偏光軸が互いに直交する状態、すなわちクロスニコル状態で配置され、第１偏光板２１の偏光軸がＹ軸方向を向いており、第２偏光板３１の偏光軸がＸ軸方向を向いている（図１２参照）。なお、第１偏光板２１及び第２偏光板３１として、ポリビニルアルコールにヨウ素や二色性色素を吸着させてなる広く普及した偏光板を用いることができる。
【００５２】
第１光制御板２２は、第１偏光板２１の透過光の偏光状態を変化させることができ、第２光制御板３２は、第２偏光板３１の透過光の偏光状態を変化させることができる。図１２に示すように、第１光制御板２２は、互いに異なる光学特性を有する第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂを含む。第１光制御板２２は、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂにおいて、透過光の偏光状態を互いに異なる状態に変化させる。第２光制御板３２は、第１光制御板２２と同様に構成され得る。すなわち、第１光制御板３２は、互いに異なる光学特性を有する第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂを含んでいる。第２光制御板３２は、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂにおいて、透過光の偏光状態を互いに異なる状態に変化させる。
【００５３】
とりわけ本実施形態において、第１光制御板２２及び第２光制御板３２は、位相差フィルムとして形成される。第１光制御板２２は、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂとの間で、異なる位相変調を透過光に生じさせ、第２光制御板３２は、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂとの間で、異なる位相変調を透過光に生じさせる。
【００５４】
すなわち、位相差フィルムとして形成される第１光制御板２２及び第２光制御板３２は、低リタデーションの透光性基材と、当該基材上に形成された配向膜と、当該配向膜上に形成された位相差層と、をそれぞれ有する。第１光制御板２２の配向膜及び位相差層は、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂに対応した二つの領域に区分けされ、第２光制御板３２の配向膜及び位相差層は、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂに対応した二つの領域に区分けされる。配向膜は、二つの領域間で、異なる方向に配向規制力を有する。位相差層は、例えば配向膜の配向規制力によって二つの領域間で異なる方向に向いた液晶分子を有し、二つの領域間で、異なる位相変調を透過光に生じさせる。
【００５５】
位相差層は、上述のとおり配向層上に形成され、遅相軸の方向および位相差の少なくとも一方が異なる２以上の位相差領域が一定の間隔をおいて一定の形状に形成されている。すなわち、２以上の上記位相差領域が一定の間隔をおいて一定の形状に形成されている。なお、本実施形態においては、上記位相差層は位相差領域ごとに配向が固定されている。
【００５６】
位相差領域は、遅相軸の方向および位相差の少なくとも一方が異なるものである。位相差領域の遅相軸の方向が異なる場合、及び位相差領域の位相差が異なる場合について以下に説明する。
【００５７】
［位相差領域の遅相軸の方向が異なる場合］
位相差層において、「位相差領域の遅相軸の方向が異なる」とは、例えば、同一の面内レターデーション値（Ｒｅ値）を示す位相差領域が一定の幅および一定の形状を有して連続して形成されており、隣り合う位相差領域の一方の面内遅相軸の方向と他方の面内遅相軸の方向とが直交することをいう。
【００５８】
なお、面内レターデーション値（Ｒｅ値）とは、屈折率異方体の面内方向における複屈折性の程度を示す指標であり、面内方向において屈折率が最も大きい遅相軸方向の屈折率をＮｘ、遅相軸方向に直交する進相軸方向の屈折率をＮｙ、屈折率異方体の面内方向に垂直な方向の厚さをｄとした場合に、
Ｒｅ［ｎｍ］＝（Ｎｘ−Ｎｙ）×ｄ［ｎｍ］
で表わされる値である。面内レターデーション値（Ｒｅ値）は、例えば、王子計測機器株式会社製  ＫＯＢＲＡ−ＷＲを用い、平行ニコル回転法により測定することができる。また、微小領域の面内レターデーション値はＡＸＯＭＥＴＲＩＣＳ社（米国）製のＡｘｏＳｃａｎでミューラーマトリクスを使って測定することも出来る。また、本発明においては特に別段の記載をしない限り、面内レターデーション値（Ｒｅ値）は波長５８９ｎｍにおける値を意味するものとする。
【００５９】
遅相軸の方向が異なる場合の位相差領域の面内レターデーション値（Ｒｅ値）は、位相差層を構成する材料、パターン等に応じて適宜設定され得る。面内レターデーション値（Ｒｅ値）は、例えば１００ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲内、中でも１１０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内、特に１２０ｎｍ〜１４０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００６０】
［位相差領域の位相差が異なる場合］
位相差層において、「位相差領域の位相差が異なる」とは、例えば、同一の面内における遅相軸の方向を示す位相差領域が一定の幅および一定の形状を有して連続して形成されており、位相差領域ごとに厚さが異なることにより、膜厚差に相当する分の位相差値（Ｒｅ値）を示すことをいう。
なお、厚さの大きい位相差領域を厚膜領域、小さい位相差領域を薄膜領域と称する場合がある。位相差領域の位相差が異なる場合、厚膜領域と薄膜領域との厚さの差は、位相差層の材料や位相差領域のパターン等に応じて適宜決定され得る。
【００６１】
具体的には、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂは、共に、リタデーションがλ／４の位相差フィルムからなり、ただし、当該位相差フィルムは、遅相軸が互いに直交するようにして配置されている。したがって、第１光制御板２２は、第１領域２２ａを透過する光に対して「λ／４」の位相変調を引き起こし、第２領域２２ｂを透過する光に対して「−λ／４」の位相変調を引き起こす。また、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂは、共に、リタデーションがλ／４の位相差フィルムからなり、ただし、当該位相差フィルムは、遅相軸が互いに直交するようにして配置されている。したがって、第２光制御板３２は、第３領域３２ａを透過する光に対して「λ／４」の位相変調を引き起こし、第４領域３２ｂを透過する光に対して「−λ／４」の位相変調を引き起こす。
【００６２】
第１光制御板２２の第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂは、Ｘ軸方向に交互に隙間なく配置され、Ｘ軸方向に沿って同一な幅Ｗを有している。したがって、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂは、各領域の幅の二倍「Ｗ×２」となる一定ピッチでそれぞれＸ軸方向に配列されている。同様に、第２光制御板３２の第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂは、Ｘ軸方向に交互に隙間なく配置され、Ｘ軸方向に沿って同一な幅Ｗを有している。第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂは、各領域の幅の二倍「Ｗ×２」となる一定ピッチでそれぞれＸ軸方向に配列されている。したがって、第１光制御板２２及び第２光制御板３２がＸ軸方向に相対的に変位することにより、第１領域２２ａと第３領域３２ａとが対面し且つ第２領域２２ｂと第４領域３２ｂとが対面する状態と、第１領域２２ａと第４領域３２ｂとが対面し且つ第２領域２２ｂと第３領域３２ａとが対面する状態との間で状態が切り替わることになる。
【００６３】
以上のような変位判定装置１においては、図１３（Ａ）に示すように、第１光制御板２２の第１領域２２ａと第２光制御板３２の第３領域３２ａとが対面し、第１光制御板２２の第２領域２２ｂと第２光制御板３２の第４領域３２ｂとが対面する場合、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を９０°回転させる。したがって、図１３（Ａ）に示すように、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分とは振動方向が直交する他方の直線偏光成分の光となっており、実線の矢印で示されるように第１偏光板２１を透過することができる。なお、図１３（Ａ）に示された相対位置に偏光パネル２０及び偏光パネル３０が配置されている状態を明状態と呼ぶ。
【００６４】
一方、図１３（Ａ）の状態から、偏光パネル２０及び偏光パネル３０が、各領域の幅ＷだけＸ軸方向に相対的に変位すると、図１３（Ｂ）に示すように、第１光制御板２２の第１領域２２ａと第２光制御板３２の第４領域３２ｂとが対面し、第１光制御板２２の第２領域２２ｂと第２光制御板３２の第３領域３２ａとが対面する。この状態において、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を維持する。したがって、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分の光のままであり、第１偏光板２１で吸収され、破線の矢印で示されるように第１偏光板２１を透過することはできない。なお、図１３（Ｂ）に示された相対位置に偏光パネル２０及び偏光パネル３０が配置されている状態を暗状態と呼ぶ。
【００６５】
さらに、図１３（Ａ）の状態から図１３（Ｂ）の状態に遷移する途中の状態の一つである偏光パネル２０及び偏光パネル３０の状態を図１３（Ｃ）に示す。本態様においては、偏光パネル２０及び偏光パネル３０が、各領域の幅Ｗの半分（Ｗ／２）だけ、Ｘ軸方向に相対的に変位している場合を例として説明する。偏光パネル２０及び偏光パネル３０が、各領域の幅Ｗの半分（Ｗ／２）だけＸ軸方向に相対的に変位すると、図１３（Ｃ）に示すように、第１光制御板２２の第１領域２２ａの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第３領域３２ａの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｅと、第１光制御板２２の第１領域２２ａの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第４領域３２ｂの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｆと、第１光制御板２２の第２領域２２ｂの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第４領域３２ｂの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｇと、第１光制御板２２の第２領域２２ｂの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第３領域３２ａの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｈと、に遷移する。
【００６６】
状態Ｅ及び状態Ｇにおいては、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を９０°回転させる。したがって、図１３（Ｃ）に示すように、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分とは振動方向が直交する他方の直線偏光成分の光となっており、実線の矢印で示されるように第１偏光板２１を透過することができる。他方、状態Ｆ及び状態Ｈにおいては、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を維持する。したがって、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分の光のままであり、第１偏光板２１で吸収され、破線の矢印で示されるように第１偏光板２１を透過することはできない。その結果として、状態Ｅ及び状態Ｇは、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光が第１偏光板２１を透過するため、明状態であり、状態Ｆ及び状態Ｈは、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光が第１偏光板２１を透過できず遮断されるため、暗状態である。よって、支持基材５側から変位判定装置１の表面を見た場合、明状態と暗状態とが交互に繰り返されるストライプ状のパターンが出現する。
【００６７】
位相差層の材料としては、屈折率異方性を有する棒状化合物が好ましい。規則的に配向させることができ、位相差層が所望の位相差性を有するからである。中でも液晶性を示す液晶性材料であることが好ましい。液晶性材料としては、例えば、ネマチック相、スメクチック相等の液晶性を示す材料を挙げることができる。
【００６８】
配向膜の材料としては、その配向領域を所望の形状で所望のパターンに形成できるものであれば特に限定されるものではない。このような構成材料としては、例えば、熱又は紫外線や電子線等の電離放射線の照射により硬化する硬化性樹脂が挙げられる。硬化性樹脂としては、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等を挙げることができるが、中でも紫外線硬化性樹脂が好ましい。
【００６９】
紫外線硬化性樹脂の具体例としては、例えば、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート，ポリエーテルアクリレート、メラミンアクリレート等のアクリロイル基をもつ重合性オリゴマー又はモノマーと、アクリル酸、アクリルアミド、アクリロニトリル、スチレン等重合性ビニル基をもつ重合性オリゴマー又はモノマー等の単体あるいは配合したものに、光重合開始剤及び任意の添加剤を加えたもの等を挙げることができる。
【００７０】
透光性基材の材料としては、高い透過性を有する樹脂が好ましい。具体的には、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂；アクリル系樹脂；ポリウレタン系樹脂；ポリエーテルサルホン、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、（メタ）アクロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂が挙げられる。中でも、透明フィルム基材の面内レターデーションをゼロに近付けやすいことからアセチルセルロース系樹脂、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の樹脂、アクリル系樹脂が好ましい。
【００７１】
第１光制御板２２及び第２光制御板３２の大きさは、第１偏光板２１及び第２偏光板３１の大きさに応じて適宜設定され得る。すなわち、第１光制御板２２及び第２光制御板３２の大きさについても、本実施形態に係る変位判定装置１を用いて変位量を判定する対象物に応じて適宜設定され得る。
【００７２】
第１光制御板２２及び第２光制御板３２の厚みは、上述したような透光性基材に用いられる材料、又は位相差領域の態様、例えば位相差領域の遅相軸の方向や位相差領域の位相差などに応じて適宜設定され得る。
【００７３】
図１４は、図１０に示される変位判定装置１に出現するパターンの種々の態様を示す模式図である。本態様では、変位判定装置１が設置される対象物５０に生じているひび割れ５１の割れ幅（図４参照）が拡大するにつれて、重なり領域Ｐ４１に所定のパターンが出現する場合を例として説明する。
【００７４】
図１４（Ａ）は、対象物５０に設置された変位判定装置１の初期状態を示した図である。上述したように、初期状態においては、重なり領域Ｐ４１には所定のパターンは出現しておらず、対象物５０における変位判定装置１の設置面が透けた状態として視認され得る。本態様においては、対象物５０に発生しているひび割れ５１の割れ幅が左右方向に拡大することで、支持基材４が矢印Ｒ方向に変位し、支持基材５が矢印Ｌ方向に変位した後、変位判定装置１の重なり領域Ｐ４１に出現する種々のパターンについて説明する。
【００７５】
対象物５０におけるひび割れ５１の割れ幅が左右方向に拡大すると、支持基材４が図１４（Ａ）に示す矢印Ｒ方向に変位するとともに、支持基材５が図１４（Ａ）に示す矢印Ｌ方向に変位する。このとき、偏光パネル２０と偏光パネル３０との重なり領域Ｐ４１の面積は減少し、第１光制御板２２における第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂと、第２光制御板３２における第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂとの左右方向における重なり幅がずれ、上述したような明状態と暗状態とが交互に繰り返されるストライプ状のパターンが重なり領域Ｐ４１に出現する（図１４（Ｂ）参照）。これにより、観測者はひび割れ５１の割れ幅が左右方向に拡大したことを認識することができる。
【００７６】
図１４（Ｃ）は、ひび割れ５１の割れ幅がさらに拡大した場合における、変位判定装置１の状態と重なり領域Ｐ４１に出現するストライプ状のパターンを示した図である。本図に示すように、ひび割れ５１の割れ幅がさらに拡大すると、支持基材４が図１４（Ａ）に示す矢印Ｒ方向にさらに変位し、支持基材５が図１４（Ａ）に示す矢印Ｌ方向にさらに変位する。このとき、重なり領域Ｐ４１の面積はさらに減少し、第１光制御板２２における第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂと、第２光制御板３２における第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂとの左右方向における重なり幅がさらにずれ、明状態の幅が細くなり暗状態の幅が太くなった状態のストライプ状のパターンが重なり領域Ｐ４１に出現する。これにより、観測者はひび割れ５１の割れ幅が左右方向にさらに拡大したことを認識することができる。
【００７７】
なお、上記の態様に限定されず、図１に示される変位判定装置１のように、偏光パネル２０と偏光パネル３０とが初期状態において重ならないように配置された構成であってもよい。この場合は、ひび割れ５１の割れ幅が拡大することにより、支持基材４と支持基材５とがＸ軸方向にそれぞれ変位し、それによって偏光パネル２０と偏光パネル３０とが重なる重なり領域が形成され、この重なり領域にストライプ状のパターンが出現することになる。
【００７８】
また、図１４（Ａ）に示されるような偏光パネル２０と偏光パネル３０とが重なっている状態において、偏光パネル２０及び偏光パネル３０との重なり領域Ｐ４１に対応する黒色のパターンが（暗状態が全面に）表示されている状態が初期状態となるように変位判定装置１を構成してもよい。このような構成においても、ひび割れ５１の割れ幅が左右方向に拡大するにつれて、支持基材４と支持基材５とがＸ軸方向にそれぞれ変位すると、重なり領域Ｐ４１の面積が減少し、第１光制御板２２における第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂと、第２光制御板３２における第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂとの左右方向における重なり幅がずれ、明状態と暗状態とが交互に繰り返されるストライプ状のパターンとして重なり領域Ｐ４１に出現することになる。なお、本態様によれば、重なり領域Ｐ４１に出現するストライプ状のパターンを構成するストライプの幅をノギス等で計測することにより、ひび割れ５１の割れ幅を計測することができる。
【００７９】
本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様について説明する。図１５は、本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様を概略的に示す平面図であり、図１６は、本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様を示す、図１５におけるＤ−Ｄ線切断端面図であり、図１７は、図１５に示される変位判定装置１の概略構成を示す分解斜視図であり、図１８は、図１５に示される変位判定装置１による作用を説明するための模式図である。なお、図１から図１４を用いて説明した変位判定装置１と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。なお、図１５及び図１８は、図面の手前側を光が照射される側とし、図面の奥側を対象物５０（図４参照）側として描かれたものである。
【００８０】
図１５から図１８に示される変位判定装置１においては、支持基材４及び支持基材５の形状は、共に同サイズの略正方形状であり、図１０から図１４に示した変位判定装置１における偏光パネル２０及び偏光パネル３０より面積が小さい略正方形状の偏光パネル２０及び偏光パネル３０を有する。本態様においては、図１５の平面視において、偏光パネル２０は、支持基材４の左上近傍に配置され、偏光パネル３０は、支持基材５の右下近傍に配置されている。また、変位判定装置１の平面視における中央付近に偏光パネル２０と偏光パネル３０とが重なる重なり領域Ｐ６１が形成されている（図１５及び図１６参照）。さらに、図１２に示す態様では、偏光パネル２０における第１光制御板２２の第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂがＸ軸方向に沿って繰り返し配列され、且つ第１偏光板２１の偏光軸がＹ軸方向を向いているのに対し、本態様においては、第１光制御板２２の第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂがＸ軸方向と直交するＹ軸方向に沿って繰り返し配列され、且つ第１偏光板２１の偏光軸がＸ軸方向を向いている。すなわち、本態様においては、第１光制御板２２における第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂの配列方向と、第２光制御板３２における第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂの配列方向とが互いに直交している。また、本態様においては、第１偏光板２１の偏光軸及び第２偏光板３１の偏光軸が共にＸ軸方向を向いている（図１７参照）。これらの構成を除き、本態様における変位判定装置１は、図１から図１２を用いて説明した上述の変位判定装置１と同様の構成を備える。
【００８１】
上記のように、本態様においては、第１光制御板２２における第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂの配列方向（Ｙ軸方向）と、第２光制御板３２における第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂの配列方向（Ｘ軸方向）とが互いに直交している。このため、偏光パネル２０と偏光パネル３０とが重なる重なり領域Ｐ６１においては、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂの配列方向と、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂの配列方向とが直交し、且つ、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂと、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂとが重なっている。以下では、図１８の平面図に示されるように、重なり領域Ｐ６１において、第１光制御板２２の下側から３領域分（第１領域２２ａ、第２領域２２ｂ、第１領域２２ａ）と、第２光制御板３２の左側から３領域分（第３領域３２ａ、第４領域３２ｂ、第３領域３２ａ）とが重なる状態を例として、本態様における変位判定装置１による作用を説明する。なお、図１８においては、図示の簡略化のため、第１光制御板２２及び第２光制御板３２のみを示している。また、図１８においては、第２光制御板３２が第１制御板２２上に積層されている状態が示されているものとする。
【００８２】
本態様においては、偏光パネル２０が、図１２に示す状態から９０°回転されているものとする。このため、第１光制御板２２における第１領域２２ａの遅相軸及び第２領域２２ｂの遅相軸の向きについても、図１２に示す状態から９０°回転されているものとする。そして、上述したように、第１領域２２ａの遅相軸と第２領域２２ｂの遅相軸とは互いに直交している。この状態において、第１光制御板２２と第２光制御板３２とが重なると、第１光制御板２２における第１領域２２ａの遅相軸と、第２光制御板３２における第３領域３２ａの遅相軸とが直交し、第１光制御板２２における第２領域２２ｂの遅相軸と、第２光制御板３２における第４領域３２ｂの遅相軸とが直交することになる。よって、この場合、重なり領域Ｐ６１において、第１領域２２ａと第３領域３２ａとが対面するＭ１部分及び第２領域２２ｂと第４領域３２ｂとが対面するＭ２部分では、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を維持する。したがって、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分の光のままであり、第１偏光板２１で吸収され、第１偏光板２１を透過することはできない。
【００８３】
一方、上記の状態において、第１光制御板２２の第１領域２２ａの遅相軸の向きと、第２光制御板３２の第４領域３２ｂの遅相軸の向きは一致し、第１光制御板２２の第２領域２２ｂの遅相軸の向きと、第２光制御板３２の第３領域３２ａの遅相軸の向きも一致することになる。よって、この場合、重なり領域Ｐ６１において、第１領域２２ａと第４領域３２ｂとが対面するＮ１部分及び第２領域２２ｂと第３領域３２ａとが対面するＮ２部分では、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を９０°回転させる。したがって、図１８に示すように、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分とは振動方向が直交する他方の直線偏光成分の光となっており、矢印Ｓで示されるように、第１偏光板２１を透過した後、対象物５０に反射した反射光となる。
【００８４】
上記から、第１領域２２ａと第３領域３２ａとが対面するＭ１部分及び第２領域２２ｂと第４領域３２ｂとが対面するＭ２部分は光が透過されない暗状態であるため、これらの部分に対応した黒色の矩形パターンの複数（ここでは５つ）が支持基材５側に現れ、第１領域２２ａと第４領域３２ｂとが対面するＮ１部分及び第２領域２２ｂと第３領域３２ａとが対面するＮ２部分は光が透過される明状態であるため、対象物５０の設置面が透けて視認されることで形成される矩形パターンの複数（ここでは４つ）が支持基材５側に現れる。このため、図１８に示すように、黒色の矩形パターンと上記のような対象物５０の設置面が透けて視認されることで形成される矩形パターンとからなる市松模様状のパターンが変位判定装置１に出現することになる。なお、図１５、図１９、図２０においては、対象物５０の設置面が透けて視認されることで形成される矩形パターンを便宜上、白色で表している。
【００８５】
上記のように、変位判定装置１の中央付近において偏光パネル２０及び偏光パネル３０の一部が重なる重なり領域Ｐ６１が初期状態において形成され、この重なり領域Ｐ６１においては、上述した市松模様状のパターンが既に出現していることになる（図１５参照）。
【００８６】
また、本態様においては、図１から図５に示される変位判定装置１と同様に、支持基材４が固定部６ａによって対象物５０に固定され、支持基材５が固定部７ａによって対象物５０に固定されていてもよい。この場合、支持基材４及び支持基材５は、ひび割れ５１の割れ幅の左右方向への拡大に伴って、矢印ＬＲ方向に左右に変位することになる。一方で、支持基材４が端部６ｂによって対象物５０に固定され、支持基材５が固定部７ｂによって対象物５０に固定されていてもよい。この場合、支持基材４及び支持基材５は、ひび割れ５１の割れ幅の上下方向への拡大に伴って、矢印ＵＤ方向に上下に変位することになる。さらに、上記態様においては、図６から図８に示した変位判定装置１と同様に、支持基材４が固定部６ｃによって対象物５０に固定され、支持基材５が固定部７ｃによって対象物５０に固定されていてもよい。よって、この場合、支持基材４及び支持基材５は、矢印ＲＴ方向又は矢印ＬＴ方向に回転変位に追従して移動され得る（図１９（Ａ）参照）。
【００８７】
支持基材４が固定部６ａによって対象物５０に固定され、支持基材５が固定部７ａによって対象物５０に固定されている場合における重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンの変化の態様について説明する。対象物５０におけるひび割れ５１の割れ幅が左右方向（図１９（Ａ）に示すＬＲ方向）に拡大する場合、支持基材４は右方向に変位し、支持基材５は左方向に変位する。この場合、重なり領域Ｐ６１の面積が左右方向に増大し、市松模様状のパターンにおける黒色の矩形パターンの数（ここでは１つ分）が増加する（図１９（Ｂ）参照）。本態様によれば、重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンの左右方向における黒色の矩形パターンの数の増減を観測することにより、対象物５０におけるひび割れ５１の左右方向への挙動を把握することができる。
【００８８】
支持基材４が固定部６ｂにおいて対象物５０に固定され、支持基材５が固定部７ｂにおいて対象物５０に固定されている場合における重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンの変化の態様について説明する。対象物５０におけるひび割れ５１の割れ幅が上下方向（図１９（Ａ）に示すＵＤ方向）に拡大すると、支持基材４は下方向に変位し、支持基材５は上方向に変位する。この場合、重なり領域Ｐ６１の面積が上下方向に増大し、市松模様状のパターンにおける黒色の矩形パターンの数（ここでは１つ分）が増加する（図２０（Ａ）参照）。本態様によれば、重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンにおける黒色の矩形パターンの数の増減を観測することにより、対象物５０におけるひび割れ５１の上下方向への挙動を把握することができる。
【００８９】
さらに、支持基材４が固定部６ｃにおいて対象物５０に固定され、支持基材５が固定部７ｃにおいて対象物５０に固定されている場合における重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンの変化の態様について説明する。本態様においては、支持基材４が、図１９（Ａ）に示す矢印ＬＴ方向への回転変位に追従して移動した場合、重なり領域Ｐ６１が歪むように変形する。これにより、重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンも変形する（図２０（Ｂ）参照）。本態様においては、変形後の市松模様状のパターンを観測するだけで、ひび割れ５１の斜め方向などへの挙動を把握することができる。
【００９０】
本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様について説明する。図２１は本実施形態に係る変位判定装置１の他の態様を概略的に示す分解斜視図であり、図２２は図２１に示される変位判定装置１による作用を説明するための模式図である。なお、図１から図２０を用いて説明した変位判定装置１と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。
【００９１】
図２１に示される本実施形態の他の態様に係る変位判定装置１において、第１偏光板２１および第２偏光板３１は、互いの偏光軸がともに略Ｙ軸方向を向く、すなわち略平行になるように配置されている。本態様における変位判定装置１は、この点で上述した各実施形態と相違する。すなわち、本態様において、第１偏光板２１と第２偏光板３１とがパラレルニコル状態で配置されている。なお、本実施形態において「略平行」とは、上記２つの偏光軸が互いに交差しない平行な状態を含むが、これに限定されるものではない。上述した通り、第１偏光板２１と第２偏光板３１とを上述のようにクロスニコル状態で配置すれば、一方の偏光板を透過した光は、他方の偏光板にて遮光されて透過することができない。変位判定装置１におけるパターン観察者側となる表面（以下「観察面」という。）には、実質的に黒色に見える暗状態のパターンが出現するだけである。この点、第１偏光板２１及び第２偏光板３１を、２つの偏光軸同士の相対的な位置関係が平行に近い状態で保たれるように配置することにより、一方の偏光板を透過した光のほとんどが、他方の偏光板に遮光されずに透過する。すなわち、「略平行」には、２つの偏光軸同士の相対的な位置関係が平行に近い状態が含まれ得る。本実施形態において「略平行」とは、第１偏光板２１の偏光軸と、第２偏光板３１の偏光軸とのなす角度が−１０°〜＋１０°であることを意味する。
【００９２】
また、図２１における変位判定装置１においては、図１０に示される変位判定装置１と同様に、偏光パネル２０と、偏光パネル３０とを備える。図２１における変位判定装置１における偏光パネル２０及び偏光パネル３０は、図１０に示される変位判定装置１とほとんど同様の構成を有するが、第１偏光板２１と第２偏光板３１とがパラレルニコル状態で配置されている点において、図１０に示される変位判定装置１と異なる。すなわち、図２１における変位判定装置１において、第１偏光板２１の面上に第１光制御板２２が設けられ、第２偏光板３１の面上に第２光制御板３２が設けられる。さらに、図１０に示される変位判定装置１と同様に、第１光制御板２２は、互いに異なる光学特性を有する第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂを含み、第２光制御板３２は、互いに異なる光学特性を有する第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂを含む。第１光制御板２２は、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂにおいて、透過光の偏光状態を互いに異なる状態に変化させる。第２光制御板３２は、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂにおいて、透過光の偏光状態を互いに異なる状態に変化させる。図２１に示されるように、本態様において、第１偏光板２１の偏光軸と、第１領域２２ａ及び第２領域２２ｂの長辺方向とが略平行であり、第２偏光板３１の偏光軸と、第３領域３２ａ及び第４領域３２ｂの長辺方向とが略平行である。
【００９３】
第１領域２２ａは、第１光制御板２２の面内を延びるＸ軸に対して３０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸Ｓ１をもち、第２領域２２ｂは、第２光制御板３２の面内を延びるＸ軸に対して１２０°〜１５０°の範囲で傾斜した遅相軸Ｓ２をもつ（図２１参照）。本態様では、第１領域２２ａの遅相軸Ｓ１と第２領域２２ｂの遅相軸Ｓ２とが互いに直交しており、具体的には、第１領域２２ａの遅相軸Ｓ１はＸ軸に対して４５°で傾斜し、第２領域２２ｂの遅相軸Ｓ２はＸ軸に対して１３５°で傾斜している。なお、製造誤差や組み付け精度等を考慮すると、第１領域２２ａの遅相軸Ｓ１は、Ｘ軸に対して４２°〜４８°の範囲で傾斜した場合、Ｘ軸に対して４５°で傾斜した場合と同視することができ、第２領域２２ｂの遅相軸Ｓ２は、Ｘ軸に対して１３２°〜１３８°の範囲で傾斜した場合、Ｘ軸に対して１３５°で傾斜した場合と同視することができる。
【００９４】
また、本実施形態においては、第１領域２２ａのリタデーションＲ１及び第２領域２２ｂのリタデーションＲ２が、波長５００ｎｍの光に対して、１２０ｎｍよりも小さいか、あるいは、１３０ｎｍよりも大きくなっている。第１領域２２ａ、第２領域２２ｂのリタデーションＲ１、Ｒ２として、波長５００ｎｍの光に対してλ／４となる１２５ｎｍより小さい値または１２５ｎｍより大きい値、好ましくは１２０ｎｍより小さい値または１３０ｎｍより大きい値を採用することで、後述するように、色味を帯びた遮蔽状態を実現することができる。なお、本実施の形態において、第１領域２２ａのリタデーションＲ１及び第２領域２２ｂのリタデーションＲ２は、互いにその大きさが等しくなっている。
【００９５】
第３領域３２ａは、第２光制御板３２の面内を延びるＸ軸に対して３０°〜６０°の範囲で傾斜した遅相軸Ｓ３をもち、第４領域３２ｂは、Ｘ軸に対して１２０°〜１５０°の範囲で傾斜した遅相軸Ｓ４をもつ（図２１参照）。本態様では、第３領域３２ａの遅相軸Ｓ３と第４領域３２ｂの遅相軸Ｓ４とは、互いに直交しており、具体的には、第３領域３２ａの遅相軸Ｓ３は、Ｘ軸に対して４５°で傾斜し、第４領域３２ｂの遅相軸Ｓ４は、Ｘ軸に対して１３５°で傾斜している。なお、製造誤差や組み付け精度等を考慮すると、第３領域３２ａの遅相軸Ｓ３は、Ｘ軸に対して４２°〜４８°の範囲で傾斜した場合、Ｘ軸に対して４５°で傾斜した場合と同視することができ、第４領域３２ｂの遅相軸Ｓ４は、Ｘ軸に対して１３２°〜１３８°の範囲で傾斜した場合、Ｘ軸に対して１３５°で傾斜した場合と同視することができる。
【００９６】
また、本実施形態においては、第３領域３２ａのリタデーションＲ３及び第４領域３２ｂのリタデーションＲ４が、波長５００ｎｍの光に対して、１２０ｎｍよりも小さいか、あるいは、１３０ｎｍよりも大きくなっている。第３領域３２ａ、第４領域３２ｂのリタデーションＲ３、Ｒ４として、波長５００ｎｍの光に対してλ／４となる１２５ｎｍより小さい値または１２５ｎｍより大きい値、好ましくは１２０ｎｍより小さい値または１３０ｎｍより大きい値を採用することで、後述するように、色味を帯びた遮蔽状態を実現することができる。なお、本実施の形態において、第３領域３２ａのリタデーションＲ３及び第４領域３２ｂのリタデーションＲ４は、互いに等しくなっている。
【００９７】
本態様では、第１光制御板２２の第１領域２２ａの遅相軸Ｓ１と、第２光制御板３２の第３領域３２ａの遅相軸Ｓ３とは平行となっている。また、第１光制御板２２の第２領域２２ｂの遅相軸Ｓ２と、第２光制御板３２の第４領域３２ｂの遅相軸Ｓ４とは平行となっている。
【００９８】
本態様において、第１光制御板２２の第１領域２２ａと第２光制御板３２の第３領域３２ａとが重なり、第１光制御板２２の第２領域２２ｂと第２光制御板３２の第４領域３２ｂとが重なる。第１偏光板２１を透過したＸ軸に直交するＹ軸に平行な偏光成分の光は、第１光制御板２２及び第２光制御板３２の両方を透過した後に、振動方向をＸ軸に向けて回転させる。したがって、第１光制御板２２及び第２光制御板３２の両方を透過した光は、Ｙ軸方向の偏光成分とは振動方向が直交するＸ軸方向の偏光成分の光を多く含んでおり、その多くが第２偏光板３２にて遮光される（図２２（Ａ）参照）。
【００９９】
ただし、第１光制御板２２及び第２光制御板３２の両方を透過した光は、その波長に応じて振動方向を変化させられる程度が異なる。このため、光を完全に遮光した黒色状態とはならず、特定の波長の光を多く透過した色味を帯びた暗色状態を呈する。
【０１００】
第１領域２２ａ〜第４領域３２ｂのリタデーションＲ１〜Ｒ４が、波長５００ｎｍの光に対して、６０ｎｍよりも大きく且つ１２０ｎｍよりも小さい場合、遮光状態において黄色味を帯びた暗色状態となることが知られている。この要因としては、一般的な液晶材料では、波長の短い光ほど第１光制御板２２及び第２光制御板３２によって振動方向を大きく変化させられ、波長の長い光ほど第１光制御板２２及び第２光制御板３２によって振動方向を変化させられ難いことが考えられる。すなわち、第１領域２２ａ〜第４領域３２ｂのリタデーションＲ１〜Ｒ４として、波長５００ｎｍの光に対してλ／４となる１２５ｎｍよりも幾分小さい値を採用することで、相対的に波長の短い光は第２偏光板３２で吸収され易くなるが、相対的に波長の長い光は第２偏光板３２で吸収され難くなる。この結果、相対的に波長の長い光を相対的に多く透過した黄色味を帯びた暗色状態を呈するものと考えられている。
【０１０１】
また、第１領域２２ａ〜第４領域３２ｂのリタデーションＲ１〜Ｒ４が、波長５００ｎｍの光に対して、１３０ｎｍよりも大きく且つ２４０ｎｍよりも小さい場合、遮光状態において青色味、緑色味または青と緑の間の色味を帯びた暗色状態となることが知られている。上述のように、波長の短い光ほど第１光制御板２２及び第２光制御板３２によって振動方向を大きく変化させられ、波長の長い光ほど第１光制御板２２及び第２光制御板３２によって振動方向を変化させられ難いことが考えられる。すなわち、第１領域２２ａ〜第４領域３２ｂのリタデーションＲ１〜Ｒ４として、波長５００ｎｍの光に対してλ／４となる１２５ｎｍよりも幾分大きい値を採用することで、相対的に波長の短い光は第２偏光板３２で吸収され難くなるが、相対的に波長の長い光は第２偏光板３２で吸収され易い。この結果、相対的に波長の短い光を相対的に多く透過した青色味、緑色味または青と緑の間の色味を帯びた暗色状態を呈するものと考えられている。
【０１０２】
一方、第１光制御板２２の第１領域２２ａと第２光制御板３２の第４領域３２ｂとが重なり、第１光制御板２２の第２領域２２ｂと第２制御板３２の第３領域３２ａとが重なる状態の場合、第１偏光板２１を透過したＸ軸に直交するＹ軸に平行な偏光成分の光は、第１光制御板２２及び第２光制御板３２の両方を透過した後に、第１光制御板２２及び第２光制御板３２を透過する前の振動方向を維持する。したがって、第１光制御板２２及び第２光制御板３２の両方を透過した光は、Ｙ軸の偏光成分の光のままであり、第２偏光板３２で吸収されずに透過していく（図２２（Ｂ）参照）。
【０１０３】
さらに、偏光パネル２０及び偏光パネル３０が、各領域の幅の半分（Ｗ／２）だけ、Ｘ軸方向に相対的に変位している場合、図２２（Ｃ）に示すように、第１光制御板２２の第１領域２２ａの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第３領域３２ａの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｅと、第１光制御板２２の第１領域２２ａの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第４領域３２ｂの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｆと、第１光制御板２２の第２領域２２ｂの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第４領域３２ｂの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｇと、第１光制御板２２の第２領域２２ｂの半分（Ｗ／２）と第２光制御板３２の第３領域３２ａの半分（Ｗ／２）とが対面する状態Ｈと、に遷移する。
【０１０４】
状態Ｅ及び状態Ｇにおいては、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を９０°回転させる。ただし、本態様においては、第２偏光板３１の偏光軸と第１偏光板２１の偏光軸とが略平行となっている。したがって、図２２（Ｃ）に示すように、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分とは振動方向が直交する他方の直線偏光成分の光を多く含んでおり、実線で表されるようにその多くが第１偏光板２１にて遮光され、破線の矢印で表されるように特定の波長の光が第１偏光板２１を透過することができる。他方、状態Ｆ及び状態Ｈにおいては、第２偏光板３１を透過した一方の直線偏光成分の光は、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した後に、振動方向を維持する。したがって、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光は、一方の直線偏光成分の光のままであり、実線の矢印で示されるように第１偏光板２１を透過することができる。その結果として、状態Ｅ及び状態Ｇは、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した特定の波長の光が第１偏光板２１を透過するため、色味を帯びた暗状態であり、状態Ｆ及び状態Ｈは、第２光制御板３２及び第１光制御板２２の両方を透過した光が第１偏光板２１を透過するため、明状態である。よって、支持基材５側から変位判定装置１の表面を見た場合、色味を帯びた暗状態と明状態とが交互に繰り返されるストライプ状のパターンが出現する。
【０１０５】
本態様のように特定波長の光だけを透過させて、特定波長の光に対応した色のパターンを重なり領域に出現させ得る変位判定装置１を用いることにより、例えば変位判定装置１の設置場所となる壁面の色が白色である場合に、白色に対してコントラストのある青色等のパターンを変位判定装置１の観察面に出現させることで、観察者が識別しやすいパターンを表示させることができる。
【０１０６】
上述した種々の態様における変位判定装置１によれば、コンクリート構造物や自然構造物等の対象物にひび割れや亀裂等が生じた場合に、変位判定装置１の変位により形成される重なり領域に出現するパターンを観測するだけで、当該ひび割れや亀裂等の挙動を把握することができる。
【０１０７】
他方、上記の重なり領域に出現するパターンを撮像装置により撮像した画像データとして取得し、その画像データを画像解析することにより、ひび割れの割れ幅や亀裂の方向などをより精確に把握することもできる。具体的には、図４に示すように、対象物５０にひび割れ５１が生じている場合に、当該ひび割れ５１を中心とした一方側に支持基材４の固定部６を位置させ、他方側に支持基材５の固定部７を位置させるようにして、変位判定装置１を対象物５０に固定する。その状態で、例えば図６に示される重なり領域Ｐ１１に出現しているパターンや、図１５に示される重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンを含む画像データを、カメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末で撮像して取得し、この画像データを初期値として記憶しておく。所定の期間が経過した後、対象物５０に設置された状態における、変位判定装置１の重なり領域Ｐ１１に出現しているパターンを含む画像や、重なり領域Ｐ６１に出現している市松模様状のパターンを含む画像データを取得し、当該取得した画像データと、初期値として記憶した画像データとの対比により、ひび割れ５１の挙動を精確に把握することができる。
【０１０８】
具体的には、以下に説明する変位量計測システムにより、対象物５０の変位量を求めることができる。図２３は、本実施形態における変位量計測システムの概略構成を示すブロック図である。
【０１０９】
本実施形態における変位量計測システム１００は、制御部１１０と、各種プログラム等を記憶する主記憶部１１１と、制御部１１０により生成されたデータ等を一時的に記憶する補助記憶部１１２と、画像データ等の送受信を行うための通信部１１３と、複数の画像データを格納する画像データ格納部１１４と、対象物５０に設置された変位判定装置１の画像データ等を格納する変位モニタリング用データベース１１５とを備える。
【０１１０】
制御部１１０は、画像データ格納部１１４に格納された画像データ、通信部１１３を介して受信した画像データ、補助記憶部１１２に記憶された各種データ等を読み出し、主記憶部１１１に記憶された各種プログラムの指示に従って、種々の演算処理等を行う。
【０１１１】
主記憶部１１１には、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データから一の画像データを抽出するためのプログラム、抽出された画像データを利用して対象物５０の変位量を算出するためのプログラム等の各種プログラムが記憶されている。
【０１１２】
補助記憶部１１２には、通信部１１３を介して受信した画像データ、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データから制御部１１０により抽出された画像データ、画像データを利用して制御部１１０により算出された対象物５０の変位量に関するデータ等が一時的に記憶される。
【０１１３】
画像データ格納部１１４には、変位判定装置１の支持基材５側から見たときに重なり領域に表示される種々のパターンに対応する複数の画像データが格納されている。
【０１１４】
変位モニタリング用データベース１１５には、対象物５０に設置された変位判定装置１の支持基材５側から撮像した画像データが、相対的変位量を示す変位量データに関連付けられて格納される。
【０１１５】
上記構成を有する変位量計測システム１００において対象物５０の変位量を計測する方法を説明する。
まず、ひび割れ５１等を有する対象物５０に設置した変位判定装置１を支持基材５側からカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６で撮像し、取得した画像データを変位量計測システム１００に送信すると、変位量計測システム１００の通信部１１３にて受信した当該画像データが、補助記憶部１１２に一時的に記憶される。
【０１１６】
制御部１１０は、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データのうちから、補助記憶部１１２に一時的に記憶された画像データと実質的に同一の画像データをパターンマッチング処理等により抽出し、抽出された画像データに基づいて、補助記憶部１１２に記憶されている画像データにおける相対的変位量を求める。
【０１１７】
通常、対象物５０に設置された直後の変位判定装置１を支持基材５側から撮像して取得した画像データに含まれる重なり領域Ｐ１１に表示されるパターンや、重なり領域Ｐ６１に表示される市松模様状のパターンは、画像データ格納部１１４に初期値として格納される画像データにおける対応する各パターンと同一であることが多い。そのため、変位判定装置１を設置した直後においては、取得した画像データにおける各パターンが画像データ格納部１１４に初期値として格納される画像データにおける対応する各パターンと同一であるものと擬制することもできる。しかし、対象物５０における変位判定装置１が設置される面が湾曲していたり、凹凸を有していたりすると、設置された直後の変位判定装置１における重なり領域Ｐ１１や重なり領域Ｐ６１が所期の状態からわずかにずれてしまうことも往々にしてある。このような場合に、対象物５０に設置された直後における変位判定装置１の画像データに含まれる上記の各パターンを、画像データ格納部１１４に格納されている画像データにおける対応する各パターンと同一であると擬制してしまうと、対象物５０における変位量を精確に求めることができないおそれもある。そこで、制御部１１０は、対象物５０に設置された直後の変位判定装置１の画像データの相対的変位量を求めておき、その相対的変位量を示す変位量データを初期値とし、補助記憶部１１２に記憶されている画像データと関連付けて変位モニタリング用データベース１１５に格納する。これにより、後述する工程において、対象物５０における変位量（ひび割れ５１等の挙動）を精確に把握することができる。
【０１１８】
所定期間経過後、対象物５０に設置された変位判定装置１を支持基材５側からカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６にて撮像し、取得した画像データを変位量計測システム１００に送信する。変位量計測システム１００の通信部１１３において当該画像データを受信すると、当該画像データは、補助記憶部１１２に一時的に記憶される。
【０１１９】
変位量計測システム１００において、制御部１１０は、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データのうちから、補助記憶部１１２に一時的に記憶された画像データと実質的に同一の画像データをパターンマッチング処理等により抽出する。抽出された画像データには、初期値としての画像データに対する相対的変位量を示す変位量データが関連付けられているため、抽出された画像データの変位量データと、初期値として記憶されている変位量データとの差分を求める。これにより、対象物５０の変位量を計測することができる。このようにして計測された変位量に基づき、対象物５０の補修が必要か否か等を判断することができる。
【０１２０】
また、変位量計測システム１００においては、上述した重なり領域Ｐ１１に出現しているパターンを撮像した画像データとして、光の透過率の異なる種々のパターンを撮影した画像データの複数を支持基材４や支持基材５の回転角と対応付けて画像データ格納部１１４に格納しておく。制御部１１０は、所定期間経過後に撮像したパターンの画像データを補助記憶部１１２に一時的に記憶し、画像データ格納部１１４に格納されている複数の画像データのうちから、補助記憶部１１２に一時的に記憶された画像データと実質的に同一の画像データをパターンマッチング処理等により抽出し、抽出された画像データに基づいて、補助記憶部１１２に記憶されている画像データにおける支持基材４や支持基材５の回転角を求める。これにより、対象物５０の変位角を計測することもできる。
【０１２１】
上述したように、本実施形態に係る変位判定装置１及びそれを用いた変位量計測システム１００によれば、ひび割れ５１等の挙動を把握すべき対象物５０に変位判定装置１を設置し、定期的に変位判定装置１を撮像し、取得した画像データに基づいて当該対象物５０の変位を簡易にモニタリングすることができる。
【０１２２】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【０１２３】
上記実施形態における図１０から図１４に示される態様においては、偏光パネル２０を構成する、第１偏光板２１と第１光制御板２２との大きさ及び形状が略同一であり、偏光パネル３０を構成する、第２偏光板３１と第２光制御板３２との大きさ及び形状が略同一あるが、これに限定されるものではなく、第１偏光板２１と第１光制御板２２との大きさ及び形状、並びに第２偏光板３１と第２光制御板３２との大きさ及び形状が異なっていてもよい。例えば、第１偏光板２１及び第２偏光板３１が略正方形状であって、第１光制御板２２及び第２光制御板３２が略長方形状であり、第１光制御板２２及び第２光制御板３２の短辺の長さが、それぞれ、第１偏光板２１及び第２偏光板３１の一辺の長さの半分であってもよい。この場合に、例えば、支持基材４及び支持基材５の長手方向に沿って偏光パネル２０及び偏光パネル３０が移動したときに、第１光制御板２２と第２光制御板３２との重なり合う領域の面積が変化するように、偏光パネル２０及び偏光パネル３０を対向させて配置する。これにより、重なり領域Ｐ４１のうちの第１光制御板２２と第２光制御板３２とが重なり合う領域にストライプ状のパターンを出現させ、第１光制御板２２及び第２光制御板３２が設けられていない領域（第１偏光板２１及び第２偏光板３１が重なり合う領域）に黒色のパターンを出現させることができる。
【０１２４】
また、例えば、第１光制御板２２を平面視において上下領域に分割し、上領域では左から第１領域、第２領域の順に交互に配列させるとともに、下領域では左から第２領域、第１領域の順に交互に配列させ、第２光制御板３２については上下に領域を分割することなく、左から第３領域、第４領域の順に配列させるような態様であってもよい。すなわち、第１制御板２２においては、上領域と下領域とで、第１領域及び第２領域の配列順が逆になるような態様である。例えば、第１光制御板２２と第２光制御板３２とを重ね合わせるように構成される変位判定装置とした場合において、第１光制御板２２に対して第２光制御板３２がＸ軸方向に変位するとき、第１光制御板２２と第２光制御板３２とが重なる重なり領域における上領域と下領域とで、明状態と暗状態とが互い違いになるようにストライプ状のパターンを出現させることができる。
【０１２５】
第１光制御板２２及び第２光制御板を備えず、第１偏光板２１及び第２偏光板３１のみで構成される、例えば図１から図３等に示される変位判定装置１については、重なり領域に出現するパターンの色は黒、すなわち光が遮光された結果、暗状態として表示されるものであるが、これに限定されず、その他の色で各パターンを出現させる態様として適宜設定され得る。この場合、透過光の波長を選択することにより、重なり領域に出現させる色として任意の色を設定することができる。例えばカラーフィルター等、可視光のうち特定の波長域の光を通過させ、特定の波長域の光を遮断する光学フィルター等を適用することで、選択した波長域に対応する色のパターンとして重なり領域に出現させることができる。
【０１２６】
上記実施形態において、画像データ格納部１１４には、複数の画像データが予め格納されているが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、ひび割れ５１等を有する対象物５０に設置された変位判定装置１を支持基材５側からカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６で撮像し、取得した画像データを通信部１１３により受信したときに、制御部１１０は、当該画像データから一方向（＋Ｘ方向）に所定の距離ずつ重なり領域Ｐ１１や重なり領域Ｐ６１が相対的に移動したときの種々のパターンを含む複数の画像データを生成し、生成した複数の画像データを、相対的変位量を示す変位量データに関連付けて画像データ格納部１１４に格納してもよい。
【０１２７】
上記実施形態において、制御部１１０は、変位判定装置１が図４に示す対象物５０に設置されてから所定期間経過後にカメラ付き携帯電話等の撮像機能付き携帯端末１１６にて撮像され、取得された画像データに基づいて、対象物５０の変位量を求めた後、所定の閾値を基準にしてひび割れ５１等の補修が必要であるか否かを判断し、補修が必要であると判断された場合には、通信部１１３を介して撮像機能付き携帯端末１１６に警告信号を送信してもよい。
【符号の説明】
【０１２８】
１…変位判定装置
２，３…偏光板
２０，３０…偏光パネル
２１…第１偏光板
２２…第１光制御板
２２ａ…第１領域
２２ｂ…第２領域
３１…第２偏光板
３２…第２光制御板
３２ａ…第３領域
３２ｂ…第４領域
４，５…支持基材
６，７…固定部
１００…変位量計測システム
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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