(57)【要約】【課題】粗面物体表面に対する２光束照明の方向を切替え可能としつつ、コントラストの高い相関縞を得ることが可能なスペックル干渉計装置を得る。【解決手段】光源装置４内に、回転円板２１を備えた切替手段２０が設けられている。回転円板２１は、光束通過許容部２１ａが第１の光束１４および上記第２の光束１５の一方の導光路上に位置するときには、光束遮断部２１ｂが他方の導光路上に位置するように配置されており、２つの導光路のＯＮ／ＯＦＦを交互に切り替えるように構成されている。この導光路のＯＮ／ＯＦＦ切替えにより、観察物体に対する照明方向の切替えが行なわれ、各照明方向に対応した各々の干渉スペックルパターンが撮像される。【選択図】          図２
2005345395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の光軸を含む第１の平面内の、該光軸を挟んだ対称的な２方向から粗面物体表面を照明する一対の第１照明光出力部と、
前記光軸を含み前記第１の平面と交わる第２の平面内の、該光軸を挟んだ対称的な２方向から前記粗面物体表面を照明する一対の第２照明光出力部と、
光源部から出力された照明用の光束を、前記一対の第１照明光出力部および前記一対の第２照明光出力部にそれぞれ導く第１導光路および第２導光路と、
これら第１導光路および第２導光路のＯＮ／ＯＦＦを、一方がＯＮのときには他方がＯＦＦとなるように切り替える切替手段と、
この切替手段による前記ＯＮ／ＯＦＦの切替タイミングを制御する制御手段とを備え、
前記一対の第１照明光出力部から２光束を出力する第１の照明と、前記一対の第２照明光出力部から２光束を出力する第２の照明とを切り替えて行ない、これら第１および第２の照明時に前記粗面物体表面からの反射光束の干渉により形成される各々の干渉スペックルパターンを撮像するように構成されていることを特徴とするスペックル干渉計装置。
【請求項２】
前記第１導光路および前記第２導光路は、１つの光源部から出力された１つの光束を第１および第２の光束に分割した後、該第１の光束および該第２の光束を前記一対の第１照明光出力部および第２照明光出力部にそれぞれ導くように構成されており、
前記切替手段は、前記第１および第２の光束の各導光路のＯＮ／ＯＦＦを、一方がＯＮのときには他方がＯＦＦとなるように切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のスペックル干渉計装置。
【請求項３】
前記切替手段は、円周方向に交互に配置された光束通過許容部と光束遮断部とを有し、前記光束通過許容部が前記第１および第２の光束の一方の導光路上に位置するときには前記光束遮断部が他方の導光路上に位置するように構成された回転円板により、前記ＯＮ／ＯＦＦの切替えを行なうように構成されていることを特徴とする請求項２記載のスペックル干渉計装置。
【請求項４】
前記粗面物体表面が変位する場合において、前記第１の照明時に撮像された前記干渉スペックルパターンより得られる、該粗面物体表面の所定方向の変位情報を担持した相関縞と、前記第２の照明時に撮像された前記干渉スペックルパターンより得られる、該粗面物体表面の他の方向の変位情報を担持した他の相関縞とに基づき、前記粗面物体表面のひずみを解析する解析手段を備えていることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載のスペックル干渉計装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的スペックル干渉法を用いて変形計測を行うスペックル干渉計装置に関し、特に、粗面物体表面のひずみを解析するのに適したスペックル干渉計装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、負荷をかけられた物体が変形し、破壊する過程の観察には、電気的ひずみゲージを用いた変形計測法が広く用いられているが、その一方、物体の変形を２次元的な視野で、光の波長を基準とした高精度な変形測定を行ない得るスペックル干渉法が知られている。
【０００３】
このスペックル干渉法は、撮像光学系の光軸を挟んだ対照的な２方向から粗面物体表面をレーザ光で照射したときに観察面に生じる斑点状の模様（干渉スペックルパターン）を利用する干渉法である。粗面物体表面が変形する場合、上記干渉スペックルパターンより粗面物体表面の所定方向（レーザ光の照射方向に対応する）の変位情報を担持した相関縞が得られ、この相関縞に基づいて所定方向の変形を見積もることができる。
【０００４】
ここで、図５を用い、従来の２光束照射型のスペックル干渉計装置５０２について簡単に説明する。このスペックル干渉計装置５０２では、粗面物体である観察物体５０１に対し、ＣＣＤカメラ５０３の光軸（１点鎖線で示す）を含む紙面内において該光軸に対して略対称に２つのミラー６０１ａ，６０１ｂが配されており、この２つのミラー６０１ａ，６０１ｂより、レーザ光源７０１（射出光束位置のみを示す）からのレーザ光束が照射されるようになっている。
【０００５】
すなわち、レーザ光源７０１から出力されたレーザ光束はコリメータ６１２およびミラー７０５ａを介してビームスプリッタ７０５ｂに到達し、このビームスプリッタ７０５ｂにおいて２つの光束に分割される。分割されたレーザ光束のうち一方は、ミラー７０５ｃ、７０５ｄ、レンズ６０２ａを介し照射ミラー６０１ａによって観察物体５０１に照射され、分割されたレーザ光束のうち他方は、ミラー７０５ｅ、７０５ｆ、７０５ｇ、レンズ６０２ｂを介し照射ミラー６０１ｂによって観察物体５０１に照射される。
【０００６】
観察物体５０１に照射された２つの光束は、観察物体５０１によって拡散反射され、ＣＣＤカメラ５０３の結像面上に干渉スペックルパターンを形成する。観察物体５０１が時間的に変位する場合、所定時間ごとに撮像された各干渉スペックルパターン画像より、図中の左右方向（紙面内で前記光軸と直交する方向）への変位情報を担持した相関縞を得ることができ、この相関縞を解析することにより、観察物体５０１の表面の左右方向の変位を解析することができる。
【０００７】
なお、上記光軸を含み紙面と垂直な面内の、該光軸に対して略対称な２方向より観察物体５０１を照明するようにすれば、観察物体５０１の表面内における上下方向（紙面に対し垂直な方）の変位情報を担持した相関縞を得ることができ、この相関縞を解析することにより、観察物体５０１の表面の上下方向の変位を解析することが可能となる。
【０００８】
一般に観察物体について、その表面内の互いに異なる方向（例えば直交する２方向）の各々の変位が分かれば、観察物体表面のひずみを求められることが知られている。このような観察物体表面のひずみを、上述したような２光束照射型のスペックル干渉計装置を用いて求めるためには、２光束による照明方向を例えば上下方向と左右方向とで切り替えて、各方向の変位をそれぞれ求める必要がある。
【０００９】
本願出願人は、２光束照明の方向を切り替えることが可能なスペックル干渉計装置を提案し、特許庁に対し既に開示している（下記特許文献１参照）。この特許文献１には、上下方向の照明を行なうための半導体レーザと、左右方向の照明を行なうための半導体レーザとを備え、２つの半導体レーザの各注入電流を制御することにより、一方の半導体レーザから出力される場合には他方の半導体レーザから出力されないようにして、照明方向を切り替える構成のものが１つの実施形態として開示されている。
【００１０】
【特許文献１】特願２００３−６３７０９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、２つの半導体レーザの出力を切り替えるこのような態様では、コントラストの高い相関縞を得ることが難しいことが分かってきた。相関縞のコントラストが低下するのは、切替え時に注入電流が安定せず、出力された半導体レーザ光が多波長の成分を含むために可干渉性が低下することに起因していると考えられるが、照射方向の切替えは数十分の１秒以下の間隔で行なうことが必要なため、このような切替え時の注入電流を完全に安定させることは極めて困難である。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、粗面物体に対する２光束照明の方向を切替え可能としつつ、コントラストの高い相関縞を得ることが可能なスペックル干渉計装置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】
【００１３】
上記目的を達成するため本発明のスペックル干渉計装置は、以下のように構成されている。すなわち、本発明に係るスペックル干渉計装置は、撮像光学系の光軸を含む第１の平面内の、該光軸を挟んだ対称的な２方向から粗面物体表面を照明する一対の第１照明光出力部と、
前記光軸を含み前記第１の平面と交わる第２の平面内の、該光軸を挟んだ対称的な２方向から前記粗面物体表面を照明する一対の第２照明光出力部と、
光源部から出力された照明用の光束を、前記一対の第１照明光出力部および前記一対の第２照明光出力部にそれぞれ導く第１導光路および第２導光路と、
これら第１導光路および第２導光路のＯＮ／ＯＦＦを、一方がＯＮのときには他方がＯＦＦとなるように切り替える切替手段と、
この切替手段による前記ＯＮ／ＯＦＦの切替タイミングを制御する制御手段とを備え、
前記一対の第１照明光出力部から２光束を出力する第１の照明と、前記一対の第２照明光出力部から２光束を出力する第２の照明とを切り替えて行ない、これら第１および第２の照明時に前記粗面物体表面からの反射光束の干渉により形成される各々の干渉スペックルパターンを撮像するように構成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明において、前記第１導光路および前記第２導光路は、１つの光源部から出力された１つの光束を第１および第２の光束に分割した後、該第１の光束および該第２の光束を前記一対の第１照明光出力部および第２照明光出力部にそれぞれ導くように構成し、前記切替手段は、前記第１および第２の光束の各導光路のＯＮ／ＯＦＦを、一方がＯＮのときには他方がＯＦＦとなるように切り替えるように構成することができる。
【００１５】
上記「ＯＮ」とは、導光路中の光束が該導光路に沿って進行可能な状態を意味し、上記「ＯＦＦ」とは、導光路中の光束が遮断されたり、進行方向を変えられたりすることにより、該導光路に沿って進行することができない状態を意味する。
【００１６】
前記切替手段は、円周方向に交互に配置された光束通過許容部と光束遮断部とを有し、前記光束通過許容部が前記第１および第２の光束の一方の導光路上に位置するときには前記光束遮断部が他方の導光路上に位置するように構成された回転円板により、前記ＯＮ／ＯＦＦの切替えを行なうように構成することができる。
【００１７】
また、前記粗面物体表面が変位する場合において、前記第１の照明時に撮像された前記干渉スペックルパターンより得られる、該粗面物体表面の所定方向の変位情報を担持した相関縞と、前記第２の照明時に撮像された前記干渉スペックルパターンより得られる、該粗面物体表面の他の方向の変位情報を担持した他の相関縞とに基づき、前記粗面物体表面のひずみを解析する解析手段を備えた構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るスペックル干渉計装置によれば、２つの導光路のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切替手段を用いて、粗面物体表面に対する２光束照明の方向を切り替える構成としたことにより、照明光の可干渉性を安定させることができるので、コントラストの高い相関縞を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係るスペックル干渉計装置について図面を用いて説明する。
【００２０】
＜基本構成＞
図１は本発明の一実施形態に係るスペックル干渉計装置の概略構成図である。図１に示すスペックル干渉計装置２は、観察物体（粗面物体）１の表面の変位をスペックル干渉測定して、観察物体１の表面のひずみを解析するものであり、干渉スペックルパターンを撮像するＣＣＤカメラ（高速度カメラ）３と、該ＣＣＤカメラ３の光軸Ｌを含む鉛直面（第１の平面）内の、該光軸Ｌを挟んだ対称的な２方向から観察物体１の表面を照明する一対の第１照明光出力部９ａ，９ｂ（９ｂは図示略）と、上記光軸Ｌを含む水平面（第２の平面）内の、該光軸Ｌを挟んだ対称的な２方向から観察物体１の表面を照明する一対の第２照明光出力部９ｃ，９ｄを備えている。なお、上記観察物体１の表面は平面状に形成されており、その法線が上記光軸Ｌと略一致するように配置されている。
【００２１】
上記ＣＣＤカメラ３、一対の第１照明光出力部９ａ，９ｂ、および一対の第２照明光出力部９ｃ，９ｄは、図示せぬ他の光学部材とともに、光学部材載設部１０に載設配置されている。この光学部材載設部１０は、上記ＣＣＤカメラ３とは別体に構成されており、その略中央領域にＣＣＤカメラ３のレンズ鏡筒３ａが挿入されるようになっている。
【００２２】
また、スペックル干渉計装置２は、照明用のレーザ光束を出力する光源装置４と、コントローラ５と、解析用コンピュータ６およびモニタ７を備えている。なお、光源装置４と光学部材載設部１０との間には２本の光ファイバ１１ａ，１１ｂが配設されており、光源装置４から出力されたレーザ光束は、この２本の光ファイバ１１ａ，１１ｂを介して光学部材載設部１０内に導かれるようになっている。
【００２３】
詳しくは後述するが、上記一対の第１照明光出力部９ａ，９ｂからは、所定方向（本実施形態では上下方向）の干渉スペックルパターンを得るために、一対の照明光束８ａ，８ｂが観察物体１に照射される（第１の照明）。この、観察物体１に照射された２つの照明光束８ａ，８ｂにより各々独立なスペックルパターンが形成され、それら２つのスペックルパターンの干渉によりＣＣＤカメラ３の撮像面上に上下方向の干渉スペックルパターンの像が形成される。この後、この干渉スペックルパターンの像が光電的に読み取られることになる。観察物体１の表面が変形する場合には、上下方向の干渉スペックルパターンの像により観察物体１の上記光軸Ｌと略直交する表面内における上下方向の変位情報を担持した相関縞が得られ、この相関縞に基づいて観察物体１の表面内における上下方向の変位（面内変位）を求めることができる。
【００２４】
また、上記一対の第２照明光出力部９ｃ，９ｄからは、上記所定方向に略直交する他の方向（本実施形態では左右方向）の干渉スペックルパターンを得るために、他の一対の照明光束（図示略）が観察物体１に照射される（第２の照明）。この後、上記と同様に、ＣＣＤカメラ３の撮像面上に左右方向の干渉スペックルパターンの像が形成され、この干渉スペックルパターンの像が光電的に読み取られることになる。観察物体１の表面が変形する場合には、左右方向の干渉スペックルパターンの像により、観察物体１の表面内における左右方向の変位情報を担持した他の相関縞が得られ、この他の相関縞に基づいて観察物体１の表面内における左右方向の変位（面内変位）を求めることができる。
【００２５】
上記一対の第１照明光出力部９ａ，９ｂからの上記第１照明と、上記一対の第２照明光出力部９ｃ，９ｄからの上記第２照明は、交互に切り替えて行なわれる。この切替えを行なうための切替手段２０（図２参照）を上記光源装置４内に備えていることが、本実施形態における発明の要点であり、以下この点について説明する。
【００２６】
＜具体的な装置構成＞
図２は上記光源装置４の内部構成を示す概略図であり、同図（Ａ）はその平面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）に示す回転板の正面図である。図２（Ａ）に示すように光源装置４は、固体レーザ，ガスレーザ，半導体レーザ等のいずれかよりなるレーザ光源１２と、該レーザ光源１２から出力された１つの出力光束１３を、第１の光束１４と第２の光束１５とに分割するビームスプリッタ１６と、分割された第２の光束１５を直角に反射するミラー１７と、切替手段２０とを備えている。
【００２７】
この切替手段２０は回転円板２１と、該回転円板２１を軸２２を中心として回転させる駆動モータ２３とを備えてなる。図２（Ｂ）に示すように回転円板２１は、その円周方向に交互に配置された光束通過許容部２１ａ（回転円板２１の周縁部を切り欠いて形成されている）と光束遮断部２１ｂとを有し、光束通過許容部２１ａが上記第１の光束１４および上記第２の光束１５の一方の導光路上に位置するときには、光束遮断部２１ｂが他方の導光路上に位置するように構成されている。
【００２８】
すなわち、回転円板２１はいわゆる光チョッパとして機能し、光束通過許容部２１ａが位置した導光路は光束の通過が可能なＯＮ状態に、光束遮断部２１ｂが位置した導光路は光束の通過が遮断されたＯＦＦ状態とされる。この回転円板２１により切替手段２０は、２つの導光路のＯＮ／ＯＦＦを、一方がＯＮのときには他方がＯＦＦとなるように切り替えるように構成されている。なお、上記回転円板２１の回転速度は、回転円板２１や駆動モータ２３に対して設置されるロータリエンコーダ等の回転センサ（不図示）によって上記解析用コンピュータ６にフィードバックされ、該解析用コンピュータ６からの指示に基づき上記コントローラ５によって制御されるようになっている。
【００２９】
次に、上記光学部材載設部１０の具体的構成について説明する。図３は上記光学部材載設部１０の構成を示す概略図であり、同図（Ａ）はその正面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図である。
【００３０】
図３（Ａ）に示すように光学部材載設部１０には、光ファイバ１１ａによって上記光源装置４（図１参照）より導かれファイバカプラ１８ａから出力される第１の光束１４を２つの光束１４ａ，１４ｂに分割するビームスプリッタ３１と、光ファイバ１１ｂによって上記光源装置４より導かれファイバカプラ１８ｂから出力される第２の光束１５を２つの光束１５ａ，１５ｂに分割するビームスプリッタ４１が配設されている。
【００３１】
上記ビームスプリッタ３１により分割された２つの光束１４ａ，１４ｂは、一方の光束１４ａが反射プリズム３２，３３および凹レンズ３４を介して照射ミラー５１ａに導かれるとともに、他方の光束１４ｂが反射プリズム３５，３６および凹レンズ３７を介して照射ミラー５１ｂに導かれ、この一対の照射ミラー５１ａ，５１ｂより、一対の照明光束（図１に示す一対の照明光束８ａ，８ｂに相当する）として、図１に示す観察物体１に照射される。
【００３２】
また、上記ビームスプリッタ４１により分割された２つの光束１５ａ，１５ｂは、一方の光束１５ａが反射プリズム４２，４３，４４および凹レンズ４５を介してミラー５１ｃに導かれるとともに、他方の光束１５ｂが反射プリズム４６および凹レンズ４７を介して照射ミラー５１ｄに導かれ、この一対の照射ミラー５１ｃ，５１ｄより、他の一対の照明光束として、図１に示す観察物体１に照射される。
【００３３】
すなわち、上記一対の照射ミラー５１ａ，５１ｂは上述の一対の第１照明光出力部９ａ，９ｂに相当するものであり、この一対の照射ミラー５１ａ，５１ｂから出力された一対の照明光束の干渉により、ＣＣＤカメラ３の撮像面上に上下方向の干渉スペックルパターンの像が形成される。一方、上記一対の照射ミラー５１ｃ，５１ｄは上述の一対の第２照明光出力部９ｃ，９ｄに相当するものであり、この一対の照射ミラー５１ｃ，５１ｄから出力された他の一対の照明光束の干渉により、ＣＣＤカメラ３の撮像面上に左右方向の干渉スペックルパターンの像が形成される。
【００３４】
また、本実施形態においては、図２に示すレーザ光源１２およびビームスプリッタ１６と、図３に示す光ファイバ１１ａ，ファイバカプラ１８ａ，ビームスプリッタ３１，反射プリズム３２，３３および凹レンズ３４と、反射プリズム３５，３６および凹レンズ３７等によって、本発明における第１の導光路が構成されており、同じく図２に示すレーザ光源１２，ビームスプリッタ１６およびミラー１７と、図３に示す光ファイバ１１ｂ，ファイバカプラ１８ｂ，ビームスプリッタ４１，反射プリズム４２，４３，４４および凹レンズ４５と、反射プリズム４６および凹レンズ４７等によって、本発明における第２の導光路が構成されている。そして、上記切替手段２０により、これら第１の導光路および第２の導光路のＯＮ／ＯＦＦ切替えが行なわれるようになっている。
【００３５】
すなわち、一対の照射ミラー５１ａ，５１ｂから出力される一対の照明光束は、上記第１の光束１４を２つの光束１４ａ，１４ｂに分割してなるものであり、一対の照射ミラー５１ｃ，５１ｄから出力される他の一対の照明光束は、上記第２の光束１５を２つの光束１５ａ，１５ｂに分割してなるものである。上記第１の光束１４および上記第２の光束１５は、図２に示す切替手段２０により、一方が出力されるときは他方が出力されないように交互に切り替えられて、上記光ファイバ１１ａおよび上記光ファイバ１１ｂにそれぞれ出力される。したがって、上記一対の照射ミラー５１ａ，５１ｂからの照明（第１の照明）と、上記一対の照射ミラー５１ｃ，５１ｄからの照明（第２の照明）とは交互に切替えて行なわれ、これにより上下方向の干渉スペックルパターンの像と、左右方向の干渉スペックルパターンの像とが交互に形成されることになる。この交互に形成される上下方向および左右方向の各干渉スペックルパターンの像は、上記ＣＣＤカメラ３により所定のタイミング毎に撮像される。
【００３６】
なお、図示されていないが、上記反射プリズム３５および上記反射プリズム４３には、第１および第２のＰＺＴ装置がそれぞれ設けられている。この第１および第２のＰＺＴ装置は、反射プリズム３５，４３をそれぞれ微動させることにより、反射プリズム３５，４３をそれぞれ経由する上記光束１４ｂ，１５ａと、反射プリズム３５，４３を経由しない上記光束１４ａ，１５ｂとの光路長差を変化させる、いわゆる位相シフト操作を行うものである。このような位相シフト操作を行なうことにより、位相シフト法を用いた干渉スペックルパターン画像の解析処理を行なうことが可能となる（上記特許文献１参照）。
【００３７】
上記第１および第２のＰＺＴ装置による位相シフト操作、上記ＣＣＤカメラ３による干渉スペックルパターン画像の取り込みは、切替手段２０による上記第１および第２の導光路のＯＮ／ＯＦＦ切替えと共に、図１に示すコントローラ５により制御される。これらの制御タイミングの一例を図４に示す。図４に示す例では、上記第１および第２のＰＺＴ装置の１走査期間において、上下方向および左右方向に各々４枚ずつの画像が取り込まれるようにタイミングの同期が図られており、各カメラ出力信号（映像信号のＶシンク信号）（同図（Ｂ）参照）の立ち上がりのタイミングに同期して、上記切替手段２０による上記第１および第２の導光路のＯＮ／ＯＦＦ切替えが交互に行われるようになっている（同図（Ｃ）、（Ｄ）参照）。
【００３８】
なお、図４に示す例では、各導光路におけるＯＮ／ＯＦＦのデューティが略１：１に設定されているが、ＯＮ期間がＯＦＦ期間よりも短くなるように設定する（図２に示す回転円板２１による切替えは、この場合に相当する）ことも可能である。これにより、照明方向の切替タイミングに多少の誤差が生じたために、１つの画像の取込み期間内において照明方向が切り替わり、１つの画像内に２方向の干渉スペックルパターンのデータが重畳されてしまうという事態が生じる可能性を低減することができる。
【００３９】
上述したように、図１に示す観察物体１の表面が変形する場合には、上下方向の干渉スペックルパターンの像により観察物体１の表面内における上下方向の変位情報を担持した相関縞が得られ、この相関縞に基づいて観察物体１の上下方向の面内変位を求めることができる。また、左右方向の干渉スペックルパターンの像により観察物体１の表面内における左右方向の変位情報を担持した他の相関縞が得られ、この他の相関縞に基づいて観察物体１の左右方向の面内変位を求めることができる。そして、観察物体１の上下方向および左右方向の面内変位に基づき、観察物体１の表面のひずみを求めることが可能となる。
【００４０】
具体的には、上記相関縞に基づき、観察物体１の表面全体または表面の一部からなる被測定面における上下方向および左右方向の局所的な面内変位（上下方向の局所的な面内変位をｕｘ（ｘ，ｙ）、左右方向の局所的な面内変位をｕｙ（ｘ，ｙ）とする）を、被測定面全域にわたって求める。被測定面内におけるひずみは、上下方向および左右方向の伸びまたは縮みεｘｘ，εｙｙと、上下方向および左右方向に対するずれ（ずり）εｘｙ，εｙｘとにより定義され、それぞれは上記面内変位ｕｘ，ｕｙに基づき下式（１）〜（３）によって求めることができる。また、これらより、ひずみの主値（主ひずみ）ε１，ε２を、下式（４），（５）に基づき算定することが可能である。
【００４１】
【数１】
2005345395.tif 000003
【００４２】
なお、相関縞に基づく観察物体１の表面各点における上下方向および左右方向の面内変位の解析、およびこの変位情報に基づく観察物体１の表面内でのひずみの解析は、上記解析用コンピュータ６においてなされ、得られた解析結果は上記モニタ７に表示される。
【００４３】
以上説明したように本実施形態のスペックル干渉計装置２によれば、切替手段２０によって上記第１および第２の導光路のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより、観察物体１に対する上下方向の２光束照明と左右方向の２光束照明とを切り替えるように構成されている。これにより、上下方向および左右方向の各々の照明光の可干渉性を共に安定させることができるので、コントラストの高い各々の相関縞を得ることが可能であり、得られた高コントラストの相関縞に基づき、観察物体１の面内変位およびひずみを高精度に解析することが可能である。また、照明方向の切替えを１つのレーザ光源と１つの切替手段により達成しているので、安定した切替えができるとともに、装置の低コスト化およびコンパクト化を図ることが可能である。
【００４４】
＜態様の変更＞
なお、本発明のスペックル干渉計装置においては種々の態様の変更が可能である。例えば、上記切替手段２０では光束通過許容部２１ａと光束遮断部２１ｂが円周方向に４つずつ配置された回転円板２１を用いているが、このような回転円板における光束通過許容部および光束遮断部の設置数や間隔については、回転円板の回転数や２つの導光路との位置関係等に応じて適宜変更することが可能である。
【００４５】
また、このような回転円板に替えて、液晶素子により導光路を遮断、開放したり、ＡＯ素子やＥＯ素子を用いて導光路中の光束の向きを変えたりして、２つの導光路のＯＮ／ＯＦＦ切替えを行なうようにしてもよい。
【００４６】
また、切替手段の設置箇所および設置数は、適宜変更することが可能である。例えば上記光学部材載設部１０上において、分岐前の２つの導光路の各々に切替手段を設けたり（この場合、切替手段は２個となる）、分岐後の４つの導光路の各々に切替手段を設けたり（この場合、切替手段は４個となる）することも可能である。
【００４７】
また、導光路のＯＮ／ＯＦＦ切替えタイミング等を制御するための同期信号はＶシンク信号でなくてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態では、光源装置４と光学部材載設部１０との間の導光路が２本の光ファイバ１１ａ，１１ｂにより構成されているが、光源装置４と光学部材載設部１０とを一体的に構成するとともに、両者間の導光路をミラーやプリズム等を用いて構成するようにしてもよい。
【００４９】
また、光学部材載設部１０内の導光路の態様は適宜変更することが可能であり、例えば上記特許文献１に開示されているような階層構造の導光路としてもよい。
【００５０】
また、上記実施形態では、一対の第１照明光出力部９ａ，９ｂが配置される第１の平面を鉛直面とし、一対の第２照明光出力部９ｃ，９ｄが配置される第２の平面を水平面としているが、これら２つの平面は鉛直面や水平面に限られるものではなく、互いに直交している必要もない。例えば、第１の平面を水平面と斜交するように設定し、第２の平面を第１の平面（および水平面）と斜交するように設定してもよい。
【００５１】
また、本発明の適用対象は動的物体全般に及ぶものであり、例えば材料の引っ張り試験等の項目を含む、材料の疲労試験全般に適用可能であることは勿論のこと、動植物の各構成部分、特に人体組織の微小な動的変化にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るスペックル干渉計装置の概略構成図
【図２】図１に示す光源装置の内部構成を示す概略図
【図３】図１に示す光学部材載設部の概略構成図
【図４】導光路のＯＮ／ＯＦＦ切替えイミング等を示すタイミングチャート
【図５】従来の２光束照射型のスペックル干渉計装置を示す概略図
【符号の説明】
【００５３】
１，５０１      観察物体（粗面物体）
２，５０２      スペックル干渉計装置
３，５０３      ＣＣＤカメラ（高速度カメラ）
３ａ    レンズ鏡筒
４      光源装置
５      コントローラ
６      解析用コンピュータ
７      モニタ
８ａ，８ｂ      レーザ光束
９ａ，９ｂ      一対の第１照明光出力部
９ｃ，９ｄ      一対の第２照明光出力部
１０      光学部材載設部
１１ａ，１１ｂ      光ファイバ
１２，７０１      レーザ光源
１３      出力光束
１４      第１の光束
１４ａ，１４ｂ      （第１の光束を分割してなる）２つの光束
１５      第２の光束
１５ａ，１５ｂ      （第２の光束を分割してなる）２つの光束
１６，３１，４１，７０５ｂ      ビームスプリッタ
１８ａ，１８ｂ      ファイバカプラ
２０      切替手段
２１      回転円板
２１ａ    光束通過許容部
２１ｂ    光束遮断部
２２      軸
２３      駆動モータ
３２，３３，３５，３６，４２，４３，４４，４６      反射プリズム
３４，３７，４５，４７，６０２ａ，６０２ｂ      凹レンズ
５１ａ〜５１ｄ，６０１ａ，６０１ｂ      照射ミラー
６１２      コリメータ
７０５ａ，７０５ｃ〜７０５ｇ      ミラー
Ｌ      光軸
【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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