JP7006171B2 - 変位センサシート - Google Patents

Description

本発明は、構造物等に生じる亀裂や歪みなどによる変位を、容易にかつ確実に検知することができる変位センサシートに関するものである。

近年インフラ設備の老朽化が進んでおり、構造物等に生じる亀裂や歪みなどによる事故防止が課題となっている。このため、インフラ設備の定期点検が義務化されているが、より簡便かつ確実な点検技術が求められている。

例えば、トンネルに用いられているコンクリートのひび割れ検査は、作業者がトンネル内を移動しながら目視で点検を行っている。これは、作業員の熟練度が要求される高度な作業となっている一方、人の目に頼るところであるために見落としや精度バラツキが懸念されており、より簡便かつ確実にひび割れを検知する技術が要求されている。

このような観点から、特許文献１では、一対のストライプパターンのモアレ縞から変位を検知する技術が報告されている。また特許文献２では、一対のパターン表示体のズレ具合から変位の方向も検知する技術が報告されている。

しかしながらこれらはいずれも、構造物の歪み等によって、もともとあるパターンが変化するのを検知する技術であり、一見では分かりづらい。また、パターンが常に表示されているため、下地を見ることはできず、目視でのひび割れ確認等が不可能になってしまうという課題がある。

特許第５８４３２５６号公報 特開２０１７－１１６５２１号公報

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、構造物等の検知対象物に生じる亀裂や歪みなどによる変位を容易にかつ確実に検知することができる変位センサシートを安価に提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、
少なくとも所定間隔でパターン表示部が形成されたパターン表示体と、前記所定間隔と同じ間隔でレンズが形成されたレンズ体とからなる変位センサシートであって、
前記レンズ体が観察者側となるように配置され、
前記パターン表示体と前記レンズ体が重なり合うようにして検知対象物に一部が固定して配置され、
前記検知対象物の表面に生じたひび又は歪みによる変位量に起因して、前記パターン表示体と前記レンズ体の位置がずれることによって、前記レンズ体を通して表示される前記パターン表示体のパターン像が変化することを特徴とする変位センサシートである。

また請求項２に記載の発明は、
前記レンズ体が透明であり、かつ前記パターン表示体は、透明な支持基材上に、前記パタ
ーン表示部が前記所定間隔で区切られた単位領域の３０％以下の面積で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の変位センサシートである。

また請求項３に記載の発明は、
前記パターン表示体に形成されたパターン表示部が、所定距離だけ位置をずらして複数個それぞれ異なる表示形態で形成され、前記パターン表示体と前記レンズ体の位置ズレ量によって、表示されるパターン像が変化することを特徴とする、請求項１または２に記載の変位センサシートである。

また請求項４に記載の発明は、
前記複数個形成されたパターン表示部が、前記パターン表示部平面におけるｘ方向とｙ方向で異なる表示方法で形成されており、前記検知対象物における変位量の変位方向によって表示されるパターン像が異なることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の変位センサシートである。

また請求項５に記載の発明は、
前記パターン表示体に形成されたパターン表示部が、所定量距離だけ位置をずらして複数個それぞれ異なる吸収波長をもつ物質で形成され、前記パターン表示体と前記レンズ体の位置ズレ量によって、表示されるパターン像の吸収波長が変化することを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の変位センサシートである。

本発明の構成によって、インフラ設備等の構造物に生じる亀裂や歪みなどによる変位を容易にかつ確実に検知することができ、かつ透明性の高く測定対象物表面を目視で確認することもできる、変位センサシートを安価に提供することが可能である。

本発明に係る変位センサシートの一例であり、概略断面図である。 図１の変位センサシートであり、(ａ)は拡大した概略断面図、(ｂ)は平面図、(ｃ)表示されるパターン像の一例である。 図１の変位センサシートで、検知対象物にかかる変位量（ひび、歪み等による）に伴って、前記パターン表示体とレンズ体の位置がずれた際の図であり、(ａ)は概略断面図、(ｂ) は拡大した概略断面図、（ｃ）は表示されるパターン像の一例である。 本発明に係る変位センサシートの異なる一例であり、その概略断面図である。 本発明に係る変位センサシートの異なる一例であり、その概略断面図である。 本発明に係る変位センサシートの異なる一例であり、(ａ)、(ｂ)はそれぞれ異なる例の平面図である。

（全体の説明）
以下、本発明に係る変位センサシート、及びその製造方法についての実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の変位センサシートの構造の一例を説明するための概略断面図である。また、図２（ａ）は図１の変位センサシートのみを拡大した断面図であり、（ｂ）は平面図、（ｃ）はその際に表示されるパターン像平面図である。図３（ａ）は検知対象物にかかる変位量が加わった際の断面図、（ｂ）はその変位センサシートのみを拡大した断面図であり、（ｃ）はその際に表示されるパターン像平面図である。（ｃ）は後述するが、パターン像が表示されない様子を示している。
なお、これらの図面において、Ｘ方向は変位センサシートの主面に平行な方向であり、
Ｙ方向は変位センサシートの主面に平行でありかつＸ方向と交差する方向であり、Ｚ方向はＸ方向およびＹ方向に対して垂直な方向である。

図１に示される変位センサシートＡは、支持基材１１とパターン表示部から構成されるパターン表示体１０と、レンズ基材２１とレンズ２２から構成されるレンズ体２０とが平行に重ねて配置されている。また、変位センサシートＡは、検知対象物３０に対して平行に、パターン表示体１０、レンズ体２０の順に重ねて配置され、それぞれは検知対象物３０の面上の位置３ａおよび位置３ｂにてそれぞれ固定部材４０ａおよび４０ｂを用いて固定されている。これにより、変位センサシートＡは、検知対象物３０上に設置され、図１のように、レンズ体２０側から観測する。また、パターン表示体１０とレンズ体２０とは、ＸＹ平面内においてＸ方向およびＹ方向に相対的に移動可能であるように設置されている。

（パターン表示体１０の詳細説明）
図２（ａ）、（ｂ）のように、パターン表示体１０は、支持基材１１の一方の主面に、ある一定の間隔ｄ１で規則的にパターン表示部１２１が配置されている。一点鎖線はこの間隔ｄ１で区切られた単位領域の境界を示している。
これらの単位領域は、例えば、正方格子、矩形格子および三角格子などの格子状に配列させることができるが、後述するように、構造物の変位方向（Ｘ、Ｙ方向）を識別するためには、図２（ｂ）のように正方格子状に配列していることが好ましい。

パターン表示部１２１は、単位領域に対応して規則的に配列している。ここでは一例として、図２（ｂ）のように、パターン表示部１２１は単位領域の略中央部に位置しているとする。
パターン表示部１２１は、印刷で絵柄や文字、数字、記号などが表示されており、基材全面に亘って形成されるのが好ましい。印刷の方式としては、オフセット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、凸版印刷など所望の印刷を用いることができる。パターン表示部１２１の印刷厚みは１～１００μｍ程度である。あまり厚くなると、後述するレンズ体と重ね合わせた際に、表示されるパターンが歪む可能性がある。好ましくは、パターンが明確に見えるように、５～１０μｍ程度で形成する。

パターン表示部１２１の大きさとしては、それぞれが前記単位領域の面積の３０％以下であることが好ましい。これにより、パターン表示体１０の透過性が高くなるため、検知対象物３０に配置した際に、その表面も目視で確認することができる。
また、パターン表示部１２１は、上記印刷法の他に金属薄膜を部分的にエッチングすることでも作製可能である。金属薄膜としては、例えば、アルミニウム、銀、金、およびそれらの合金などの金属材料を真空蒸着法やスパッタリング法などを用いて形成し、具体的にはパターンマスク層を印刷してアルカリエッチング処理によりパターニングすることができる。

また、パターン表示部１２１は、図４に示すように、凹凸パターン１３が設けられていてもよい。凹凸パターン１３は、回折格子およびホログラム等の回折構造を構成している。凹凸パターンは、例えば、表面レリーフ型ホログラムの製造方法のように、微細な凸部および／または凹部を設けた金型を樹脂層に押し付けることにより形成することができる。例えば、凹凸パターン１３は、支持基材１１上に形成された熱可塑性樹脂層に、熱を加えながら金型を押し当てる方法（熱エンボス加工法）により得られる。あるいは、凹凸パターン１３は、支持基材１１上に紫外線硬化樹脂を塗布し、これに金型を押し当てながら基材側から紫外線を照射して樹脂硬化させ、その後金型を取り除く方法（ＵＶエンボス加工法）により得ることもできる。

金型は、例えば、電子線描画装置を用いて製造する。まず、レジスト層へ電子線を描画して樹脂からなる凹凸パターンを含んだ原版を作製する。次いで、電鋳によって、原版に設けられた凹凸パターンの反転パターンを含んだ金型を作製する。その後、この金型のパターンを熱可塑性樹脂または電離放射線硬化樹脂層に転写して複数の版を製造し、これら版から電鋳によって複数の金型を作製する。

図４に示すように、凹凸パターン１３が設けられた面は反射層１４で覆われている。これにより、凹凸パターン１３の回折効率を高めることができる。反射層１４は、パターニングされていてもよく、透過性を高めるために凹凸パターン１３のみに設けることが好ましい。反射層１４は省略することもできる。

反射層１４は、例えば金属薄膜層である。例えば、アルミニウムや銀を真空蒸着法やスパッタリング法などにより形成することができる。反射層１４は、１層または多層の誘電体膜でもよい。反射層１４として、例えば、透明な誘電体膜を使った場合、透過性が高いため、下地を目視で確認することができる。反射層１４として多層誘電体膜を用いた場合には、図２（ｃ）に示すパターン像１２１’に波長選択性を付与することができる。すなわち、多層膜であれば、材料の光学特性値や膜厚などについて適切な光学設計をすることによって、所望の波長域に高い透過率を持たせることができる。誘電体膜は、支持基材１１上に、例えば、硫化亜鉛などの高屈折率材料とフッ化マグネシウムなどの低屈折率材料とを交互に蒸着することによって得られる。

また、パターン表示部１２１は次のような製法で作製することも可能であり、これにより微細な周期、例えばｄ１＝１００ｎｍでパターンを形成することができ、検出精度を高め、かつ透明性を高めることができる。
まず樹脂層に同一アスペクト比のタテ溝とヨコ溝の凹凸パターンをＵＶエンボス法で形成、この際ヨコ溝は周期的なパターン部のみに形成する。この表面上にアルミニウム蒸着膜、次いでＳｉＯｘ蒸着膜を形成し、最後にアルカリエッチング法によって金属膜の一部を除去することによって、微小な周期的なパターンを形成することができる。

なお、図２（ａ）に示す例では、パターン表示部１２１を前面（観察者）側としているが、図５のように反対側でも構わない。図５は、パターン表示部１２１がレンズ側と反対側に設けられているが、このようにするとパターン表示部１２１と検知対象物３０の間隔がより狭まるので、検知対象物３０のひびや歪みによる変位量がより正確に読み取りやすくなる。

支持基材１１としては、下地の透過性を高めるために透明なものが好ましく、全光透過率が８０％以上であることがより好ましい。透明基材の全光透過率は、ＪＩＳ Ｋ７３６１－１（プラスチック－透明材料の全光透過率の試験方法）により測定される。

例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やアクリル系基材、ポリエチレン等のポリオレフィン系基材、ポリエステル系基材、ポリカーボネート系基材などの樹脂系基材を用いることができる。また、支持基材１１の材料として、ガラスなどの無機材料を使用することも可能である。支持基材１１の厚みは５０～２０００μｍ程度であり、耐衝撃性が高く、耐熱性を有し、さらに応力変形しにくい基材が好ましい。

支持基材１１には、反射防止処理、低反射防止処理、ハードコート処理、帯電防止処理および防汚処理などの処理を施してもよい。また、耐光性を付与するために、支持基材１１の両面に紫外線吸収層等を設けてもよいし、パターン表示部１２の上面にも紫外線吸収層等を設けてもよい。
また、支持基材１１とパターン表示部１２との間に、アンカー層（図示しない）を設け
てもよい。これにより、支持基材１１とパターン表示部１２との密着性を上げることが可能である。

（レンズ体２０の詳細説明）
レンズ体２０は、図１、および拡大図である図２に示すように、レンズ基材２１と複数のレンズ２２を含んでいる。
レンズ基材２１としては、透過性を高めるために透明なものが好ましい。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やアクリル系基材、ポリエチレン等のポリオレフィン系基材、ポリエステル系基材、ポリカーボネート系基材などの樹脂系基材を用いることができる。基材の厚みは２０～２００μｍ程度である。またレンズ基材２１として、ガラスなどの無機材料を使用してもよい。レンズ基材２１には、反射防止処理、低反射防止処理、ハードコート処理、帯電防止処理、及び防汚処理などの各種処理を施してもよい。

レンズ２２は、レンズ基材２１の一方の主面上で、図２（ａ）、（ｂ）のようにパターン表示体１０のパターン表示部１２１と同じ間隔ｄ１で、規則的に配列している。レンズ２２は、例えば、正方格子、矩形格子および三角格子などの格子状に配列させることができるが、前述したパターン表示体１０の単位領域と一致させる必要があり、また、構造物の変位方向（Ｘ、Ｙ方向）を識別するために、図２（ｂ）のように正方格子状に配列していることが好ましい。
レンズ２２は、パターン表示部１２１と同様に、単位領域に対応して規則的に配列しており、レンズ２２は単位領域の中央部に位置している。

レンズ２２は、例えば球面レンズである。またレンズ２２は、非球面レンズまたは矩形状レンズであってもよい。なお、球面レンズは、球面の一部分からなる面を持つレンズである。非球面レンズは、形状を若干ずらした球面上の一部からなる面を持つレンズである。矩形状レンズは、Ｚ方向に平行な断面が矩形状または正方形状のレンズであって、Ｚ方向に平行な方向から観察した場合に格子状または縞状に配置されたレンズアレイを構成する。

複数のレンズが規則的に構成されたレンズアレイは、例えば、複数の凹部を設けた金型を樹脂に押し付けることにより形成することができる。例えば、レンズ基材２１上に形成された熱可塑性樹脂層にレンズ２２に対応した形状の凹部が設けられた金型を、熱を加えながら押し当てる方法（熱エンボス加工法）により得ることができる。あるいは、レンズ基材２１上に紫外線硬化樹脂層を塗布し、この層に金型を押し当てながら、レンズ基材２１面から紫外線を照射して樹脂層を硬化させ、その後金型を取り除く方法（ＵＶエンボス加工法）によっても得ることができる。

レンズアレイの材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂およびアクリル系／スチレン系共重合樹脂などの熱可塑性樹脂材料または紫外線硬化樹脂材料を使用する。また、珪酸塩を含んだ無機系材料を使用することもできる。

レンズ２２が球面レンズおよび非球面レンズなどの凸レンズである場合、レンズ２２の焦点からパターン表示部１２１までの距離を短くすると、より鮮明なパターン像１２１’を表示させることができ、例えば図２（ｃ）のように、パターン像１２１’が拡大して見えるため、明確に視認することができる。レンズ２２の焦点からパターン表示部１２１までの距離は、例えば、レンズ２２の焦点距離およびレンズ基材２１などの厚さによって制御できる。

（検知対象物への取り付け）
変位センサシートＡは、上記のようにして作製された、パターン表示体１０とレンズ体２０が平行に重ねて配置されている。また、変位センサシートＡは、検知対象物３０に対して平行に、パターン表示体１０、レンズ体２０の順に重ねて配置され、それぞれは検知対象物３０の面上の位置３ａおよび位置３ｂにそれぞれ固定部材４０ａおよび４０ｂを用いて固定されている。これにより、変位センサシートＡは、検知対象物３０上に設置され、図１のように、レンズ体２０側から観測する。また、パターン表示体１０とレンズ体２０とは、ＸＹ平面内においてＸ方向およびＹ方向に相対的に移動可能であるように設置されている。

固定部材４０としては、金属部材でもよいし、接着剤を使った接着層でもよい。
接着層としては、パターン表示体１０およびレンズ体２０が検知対象物３０にそれぞれ固定することができるものであれば特に限定しないが、例えば、電離放射線が照射されることにより接着力が大きくなる接着材料を用いる。具体的には、未反応状態の接着層をパターン表示体１０およびレンズ体２０に形成し、それぞれを検知対象物３０の所定位置に配置してから、電離放射線を接着層部に照射して硬化させることにより、変位センサシートＡを検知対象物３０に固定することができる。

また、パターン表示体１０とレンズ体２０を仮接着層で仮固定することもできる。これにより、変位センサシートＡを検知対象物３０に設置する際に位置を合わせる必要がなく、設置の手間を省くことができる。仮接着層は、検知対象物の変位によってかかる力により破壊される、もしくはせん断方向にのみ動くことが好ましい。仮接着層の材料としては、例えばシリカ系接着剤、セラミック等の無機系接着剤、有機系接着剤等が用いられる。その他、紫外線等の照射により接着材料の樹脂硬化が進行して接着力が低下する紫外線硬化型接着剤など、外力によって接着力が低下する各種材料も用いることができる。

（効果）
パターン表示部１２１、およびレンズ２２は、ある一定間隔ｄ１で規則的に形成されている。この間隔ｄ１は、検知したい変位量（例えば、構造物のひびや歪み）による変位量）Ｌに合わせて設計する。例えば、道路やトンネルのひび割れは、ひびの幅０．３ｍｍが要点検（３ｍｍ以上は早期補修が必要）ということが国交省の定期点検要領にて規定されている。そこで、ひび幅Ｌ＝０．３ｍｍになったことを検知する場合には、間隔ｄ１は、その倍の長さｄ１＝０．６ｍｍとする。

これによって、まず、変位量Ｌ＝０ｍｍ（構造物のひびや歪みなし）では、図２（ａ）のように、パターン表示部１２１とレンズ２２のＺ軸方向の位置が合っているため、図２（ｃ）のように、拡大したパターン像１２１’が表示される。次に、変位量Ｌ＝０．３ｍｍ（構造物のひびや歪みに伴って）では、図３（ａ）に示すように、検知対象物３０が構造物のひびや歪み５０があることにより図のＸ軸方向にズレが生じ、そのために、固定部材４０ａで固定されたパターン表示体１０と固定部材４０ｂで固定されたレンズ体２０とが、ｘ方向に変位量Ｌのズレを生じる。したがって、図３（ｂ）に示すように、パターン表示部１２１とレンズ２２のＸ軸方向の位置がずれて、レンズとレンズのちょうど中間部にパターン表示部１２１が位置する（すなわち、レンズの焦点から外れる）ため、図３（ｃ）のように、パターン像が表示されなくなる。このとき、変位センサシートＡは透過性が高いため、このシートの上からでも検知対象物３０の表面状態においてひびや歪みなどが存在するか否かを目視でも確認することが可能である。

このようにして、パターン像の表示／非表示を確認することで、上記変位量が規定した間隔Ｌまで広がったかを検知することができる。
パターン像の表示／非表示を確認する方法としては、目視で行ってもよいし、カメラなど画像検知機器を用いてもよい。

（複数のパターン表示）
図６（ａ）および（ｂ）は、本発明の変形例に係る変位センサシートの概略平面図である。
図６（ａ）および（ｂ）に示す変位センサシートＢ、Ｃは、パターン表示体１０のパターン表示部１２１、１２２、１２３で示すように、単位領域ごとにパターン表示部を複数設けたこと以外は、図１および図２に示す変位センサシートＡと同様の構造を有している。

図６（ａ）に示す変位センサシートＢは、パターン表示部１２１からｘ方向に距離Ｌ２ずつずらした位置に、別のパターン表示部１２２を形成する。パターン表示部１２２は、パターン表示１２１と同様の方法で形成することができるが、区別できるように異なる表示（絵柄や文字など）にする必要がある。これにより、変位量Ｌ＝Ｌ２の場合において、パターン表示部１２２が拡大されたパターン像１２２’（図示しない）が表示され、より細かい変位量を検知することができる。

図６（ｂ）に示す変位センサシートＣは、さらに、パターン表示部１２１から－ｘ方向に距離Ｌ３ずつずらした位置に、別のパターン表示部１２３を形成する。パターン表示部１２３は、パターン表示部１２１と同様の方法で形成することができるが、区別できるように異なる表示（絵柄や文字など）にする必要がある。これにより、上記と逆方向に変位量Ｌ＝Ｌ３だけ変位した場合において、パターン表示部１２３が拡大されたパターン像１２３’（図示しない）が表示され、変位の方向も検知することができる。

距離Ｌ２とＬ３は同じ値でもよいし異なっていてもよいが、当初設定した、検知した変位量Ｌよりも小さい値で設定する。すなわち、パターン表示体１０とレンズ体２０の単位領域の間隔ｄ１×１／２よりも小さい値で設定する。

また、図６（a）および（ｂ）では、パターン表示部を追加で１つずつとしたが、複数個設けてもよい。また、ｘ方向のみとしたが、ｙ方向にも同様に複数個設置することも可能であり、それにより変位方向をより正確かつ詳細に検知することができる。

（別の例、光学センシングを用いた方法）
また、パターン表示部１２１は、ある特定の波長光を吸収するように設計された材料や構造を用いて形成することでも作製可能である。
これにより、例えば近赤外線カメラなど、可視光ではない特定の波長光下で観察する検知機器で、パターン像の表示／非表示を確認して、検知対象物の変位を検知することができる。

また、前述のように、複数のパターン表示部を、それぞれ異なる波長光を吸収するように設計された材料や構造を用いて形成することも可能である。その場合は、検知機器の波長光の種類を変えることで観察できるパターン表示部が変わるため、観察する波長光を切り替えてパターン像の表示／非表示を確認することで、明確に検知対象物の変位量や方向を検知することができる。
これに用いられる材料としては、例えば、各種赤外吸収インキや近赤外吸収インキなどを用いることができる。また、微細な凹凸構造を設計することでも同様の効果が得られる。

次に本発明の変位センサシートに係る実施例について詳細を説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
［例１］
本例では、図１から図３を参照しながら、説明した構成とほぼ同様の構成を有する変位センサシートＡについて説明する。
（パターン表示体１０の作製）
厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムを支持基材１１として、その一方の面上にスクリーンインキ（十條ケミカル製８０００シリーズＰＣ）を用いて、スクリーン印刷にて、間隔（ピッチ）ｄ１＝０．６ｍｍとして、図１のように２０μｍの大きさの星柄を正方格子状に規則的に印刷し、パターン表示部１２１を形成した。印刷厚みは、５μｍとした。その上に、紫外線吸収層（図示せず）を１μｍ厚みで塗布して、パターン表示体１０を作製した。
（レンズ体２０の作製）
まず、金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系／スチレン系共重合樹脂を注入し、樹脂層と７５μｍ厚ＰＥＴフィルム（レンズ基材）２１とをラミネートした。ＰＥＴフィルム２１側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後、一体化したＰＥＴフィルム２１と硬化した樹脂層とを金型から剥離した。これにより、ＰＥＴフィルム２１上に、ピッチｄ１＝０．６ｍｍ、高さが約２６μｍのレンズ２２を正方格子状に配列させたマイクロレンズ体２０を得た。

［例２］
本例では、例１のパターン表示体１０の構成が異なる変位センサシートＡについて説明する。その他の構成は例１と同様である。
（パターン表示体１０の作製）
厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムを支持基材１１として、その一方の面上に５０ｎｍ厚さのアルミ蒸着膜を形成し、その上にマスク層として図１のように２０μｍの大きさの星柄を正方格子状に規則的に印刷し、アルカリエッチングを行ってマスク層以外の部分のアルミ蒸着膜を除去することによって、アルミ蒸着膜からなる間隔（ピッチ）ｄ１＝０．６ｍｍの星柄が正方格子状に規則的に並んだ、パターン表示部１２１を形成した。その上に、紫外線吸収層を１μｍ厚みで塗布して、パターン表示体１０を作製した。

［例３］
本例では、例１のパターン表示体１０の構成が異なる変位センサシートＡについて説明する。その他の構成は例１と同様である。
（パターン表示体１０の作製）
まず、電子線描画装置を用いて樹脂からなる原版を製造し、電鋳によりこの原版から金型を製造した。次に、この金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系樹脂を注入し、この樹脂層と厚さが１００μｍのポリカーボネートフィルムをラミネートした。ポリカーボネートフィルム側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後ポリカーボネートフィルムと硬化した樹脂層とをともに金型から剥離することによって、凹凸パターン（回折構造）をポリカーボネートフィルム上に形成した。
なお、金型は、２０μｍの大きさの星型状を有している凹凸パターンが０．６ｍｍ間隔で正方格子状に配列するように設計した。凹凸パターンの溝の空間周波数は、約１５００本／ｍｍとした。
ポリカーボネート上に形成した凹凸パターン上には、蒸着法によりアルミニウムからなる反射層を形成し、パターン表示体１０を作製した。

（検知対象物への設置）
上記、例１、例２、例３のようにして作製したパターン表示体１０とレンズ体２０のそれぞれ一端に、検知対象物３０に設置・固定するための固定部材４０ａ、４０ｂとして、エポキシ樹脂からなる未反応状態の接着層を塗布した。そして、図１に示すように、パタ
ーン表示体１０とレンズ体２０をそれぞれ検知対象物３０上の所定位置に貼り付け、電離放射線を接着層部分に照射して樹脂硬化させて、変位センサシートＡを固定した。

（効果）
このようにして設置した変位センサシートＡは、レンズ体２０側から観察すると、図２（ｃ）のように星柄が拡大されて観察された。
また、検知対象物３０にひび割れが生じ、そのひび幅Ｌ＝０．３ｍｍになった時に、同様に変位センサシートＡを観察すると、図３（ｂ）のように、何も表示されなくなった。
このようにして、表示の変化を目視で観察して、検知対象物のひび割れ（変位量）が規定した間隔Ｌまで広がったことが容易に明確に検知することができた。また、この時、変位センサシートＡの透過性が高いため、検知対象物のひび割れ状態も目視ではっきり確認することができた。

＜実施例２＞
本例では、図６（a）を参照しながら説明した構成とほぼ同様の構成を有する変位センサシートＢについて説明する。

（パターン表示体１０の作製）
厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムを支持基材１１として、その一方の面上に赤色のスクリーンインキ（十條ケミカル製８０００シリーズＰＣ）を用いて、スクリーン印刷にて、間隔（ピッチ）ｄ１＝０．６ｍｍとして、図１のように２０μｍの大きさの星柄を正方格子状に規則的に印刷し、パターン表示部１２１を形成した。印刷厚みは、５μｍとした。

さらに、同じ面上に黄色のスクリーンインキを用いて、スクリーン印刷にて、間隔（ピッチ）ｄ１＝０．６ｍｍとして、図６（a）のように２０μｍの大きさの三角柄を正方格子状に規則的に印刷し、パターン表示部１２２を形成した。このとき、パターン表示部１２２は、パターン表示部１２１からｘ方向にｄ２＝０．２ｍｍずらして印刷した。
その上に、紫外線吸収層１μｍ厚みで塗布して、パターン表示体１０を作製した。

（レンズ体２０の作製）
まず、金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系／スチレン系共重合樹脂を注入し、樹脂層と７５μｍ厚ＰＥＴフィルム２１とをラミネートした。ＰＥＴフィルム２１側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後、一体化したＰＥＴフィルム２１と硬化した樹脂層とを金型から剥離した。これにより、ＰＥＴフィルム２１上に、ピッチｄ１＝０．６ｍｍ、高さが約２６μｍのレンズ２２を正方格子状に配列させたマイクロレンズ体２０を得た。

（検知対象物への設置）
上記のようにして作製したパターン表示体１０とレンズ体２０のそれぞれ一端に、検知対象物３０に設置・固定するための固定部材４０ａ、４０ｂとして、エポキシ樹脂からなる未反応状態の接着層を塗布した。そして、パターン表示体１０とレンズ体２０をそれぞれ検知対象物３０上の所定位置に貼り付け、電離放射線を接着層部分に照射して樹脂硬化させて、変位センサシートＢを固定した。

（効果）
このようにして設置した変位センサシートＢは、レンズ体２０側から観察すると、図２（ｃ）のように赤色の星柄が拡大されて観察された。
また、検知対象物３０にひび割れが生じ、そのひび幅Ｌ＝０．２ｍｍになった時に、同様に変位センサシートＡを観察すると、黄色の三角柄が拡大されて観察された。
さらに、図３（ｂ）のように、検知対象物３０にひび割れが進行し、そのひび幅Ｌ＝０．３ｍｍになった時には何も表示されなくなった。
このようにして、表示の変化を目視で観察して、検知対象物のひび割れ（変位量）の進行状態が容易に明確に検知することができた。また、この時、変位センサシートＡの透過性が高いため、検知対象物のひび割れ状態も目視ではっきり確認することができた。

＜実施例３＞
本例では、ある特定波長で検知する変位センサシートＤについて説明する。
（パターン表示体１０の作製）
厚さ１００μｍのポリカーボネートフィルムを支持基材１１として、その一方の面上に赤外線吸収性インキＡ（紫外線硬化型オフセットインキ）を用いて、オフセット印刷にて、間隔（ピッチ）ｄ１＝０．６ｍｍとして、図１のように２０μｍの大きさの星柄を正方格子状に規則的に印刷し、パターン表示部１２１を形成した。印刷厚みは、２μｍとした。
さらに、同じ面上に赤外線吸収性インキＢ（紫外線硬化型オフセットインキ）を用いて、オフセット印刷にて、間隔（ピッチ）ｄ１＝０．６ｍｍとして、図６（a）のように２０μｍの大きさの三角柄を正方格子状に規則的に印刷し、パターン表示部１２２を形成した。このとき、パターン表示部１２２は、パターン表示部１２１からｘ方向にｄ２＝０．２ｍｍずらして印刷した。

[赤外線吸収インキＡ]
赤外線吸収剤 ＹＫＲ－３０７０（山本化成社製） ５重量部
ＦＤ Ｓメジウム （東洋インキ製造社製） ９５重量部
[赤外吸収インキＢ]
赤外線吸収剤 ＹＫＲ－３０８１（山本化成社製） ５重量部
ＦＤ Ｓ メジウム（東洋インキ製造社製） ９５重量部
なお、赤外線吸収インキＡと赤外吸収インキＢとは、それぞれ吸収波長が異なる赤外線吸収剤を用いている。このようにして、吸収する波長の異なる２つのパターン表示部が形成されたパターン表示体１０を作製した。

（レンズ体２０の作製）
まず、金型に紫外線硬化樹脂としてアクリル系／スチレン系共重合樹脂を注入し、樹脂層と７５μｍ厚ＰＥＴフィルム２１とをラミネートした。ＰＥＴフィルム２１側から紫外線を照射して樹脂を硬化させ、その後、一体化したＰＥＴフィルム２１と硬化した樹脂層とを金型から剥離した。これにより、ＰＥＴフィルム２１上に、ピッチｄ１＝０．６ｍｍ、高さが約２６μｍのレンズ２２を正方格子状に配列させたマイクロレンズ体２０を得た。

（検知対象物への設置）
上記のようにして作製したパターン表示体１０とレンズ体２０のそれぞれ一端に、検知対象物３０に設置・固定するための固定部材４０として、エポキシ樹脂からなる未反応状態の接着層を塗布した。そして、パターン表示体１０とレンズ体２０をそれぞれ検知対象物３０上の所定位置に貼り付け、電離放射線を接着層部分に照射して樹脂硬化させて、変位センサシートＤを固定した。

（効果）
このようにして設置した変位センサシートＤは、波長が８５０ｎｍの赤外線を検知できるようにした赤外線カメラやセンサーを用いることによって、赤外線吸収インキＡで印刷したパターン表示部１２１が拡大されたパターン像が観察された。
また、検知対象物３０にひび割れが生じ、そのひび幅Ｌ＝０．２ｍｍになった場合は、
波長が９５０ｎｍの赤外線を検知できるようにした赤外線カメラやセンサーを用いることによって、赤外線吸収インキＢで印刷したパターン表示部１２２を検知することができた。
さらに、図３（ｂ）のように、検知対象物３０にひび割れが進行し、そのひび幅Ｌ＝０．３ｍｍになった時には何も表示されなくなった。

このようにして、表示の変化を赤外線カメラやセンサー等で観察して、検知対象物のひび割れ（変位量）の進行状態が容易に明確に検知することができた。また、この時、変位センサシートの透過性が高いため、検知対象物のひび割れ状態も目視ではっきり確認することができた。

Ａ、Ｂ、Ｃ 変位センサシート
１０ パターン表示体
１１ 支持基材
１２１、１２２、１２３ パターン表示部
１２１’パターン像
１３ 凹凸パターン
１４ 反射層
２０ レンズ体
２１ レンズ基材（ＰＥＴフィルム）
２２ レンズ
３０ 検知対象物
４０ａ、４０ｂ 固定部材
５０ 構造物のひびや歪み

Claims (5)

1. 少なくとも所定間隔でパターン表示部が形成されたパターン表示体と、前記所定間隔と
   同じ間隔でレンズが形成されたレンズ体とからなる変位センサシートであって、
   前記レンズ体が観察者側となるように配置され、
   前記パターン表示体と前記レンズ体が重なり合うようにして検知対象物に一部が固定して
   配置され、
   前記検知対象物の表面に生じたひび又は歪による変位量に起因して、
   前記パターン表示体と前記レンズ体の位置がずれることによって、前記レンズ体を通して表示される前記パターン表示体のパターン像が変化することを特徴とする変位センサシート。
2. 前記レンズ体が透明であり、かつ前記パターン表示体は、透明な支持基材上に、前記パターン表示部が前記所定間隔で区切られた単位領域の３０％以下の面積で形成されている
   ことを特徴とする、請求項１に記載の変位センサシート。
3. 前記パターン表示体に形成されたパターン表示部が、所定距離だけ位置をずらして複数
   個それぞれ異なる表示形態で形成され、前記パターン表示体と前記レンズ体の位置ズレ量
   によって、表示されるパターン像が変化することを特徴とする、請求項１または２に記載
   の変位センサシート。
4. 前記複数個形成されたパターン表示部が、前記パターン表示部平面におけるｘ方向とｙ
   方向で異なる表示方法で形成されており、前記検知対象物における変位量の変位方向によって表示されるパターン像が異なることを特徴とする、請求項３に記載の変位センサシート。
5. 前記パターン表示体に形成されたパターン表示部が、所定量距離だけ位置をずらして複
   数個それぞれ異なる吸収波長をもつ物質で形成され、前記パターン表示体と前記レンズ体
   の位置ズレ量によって、表示されるパターン像の吸収波長が変化することを特徴とする、
   請求項１～４のいずれかに記載の変位センサシート。

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