JP6319871B2 - Seismic exploration training device, seismic exploration training program, storage medium storing seismic exploration training program, and seismic exploration training kit - Google Patents
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Description
本発明は、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を観察し、解析することが可能な地震波探査実習装置、地震波探査実習プログラム、及び地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体、及び地震波探査実習キットに関する。 The present invention is a seismic wave exploration training apparatus, a seismic wave exploration training program, and a storage medium storing the seismic wave exploration training program, which can be easily experimented indoors and can observe and analyze the state of wave propagation, And seismic exploration training kit
従来、地震波を用いて地下構造の推定を行う地震探査の実習は、屋外で行われていた。例えば、まず、地震計及びGPS等を所定の間隔で地面に設置する。続いて、地面をハンマー等によって打ち、振動を与えることで波を生じさせる。そして、地下を伝わった波を地震計で計測し、記録する。その後、装置を撤収し、研究室に戻ってデータ処理をして解析を行っていた(非特許文献1及び2参照)。 Conventionally, the practice of seismic exploration in which underground structures are estimated using seismic waves has been performed outdoors. For example, first, a seismometer and GPS are installed on the ground at predetermined intervals. Subsequently, a wave is generated by hitting the ground with a hammer or the like and applying vibration. Then, the waves that traveled underground are measured with a seismometer and recorded. Thereafter, the device was withdrawn, and the data processing was performed by returning to the laboratory (see Non-Patent Documents 1 and 2).
非特許文献1及び2に記載されたような従来の地震波探査実習では、地震計及びGPS等を所定の間隔で地面に設置するための広大な場所、並びに、実習に用いるハンマー、地震計及びGPS等の多くの機器類を必要としていた。したがって、実習を行う際には、場所の選定及び運搬作業等に手間がかかると共に、多くの費用が必要であった。
In conventional seismic wave exploration training as described in Non-Patent
また、非特許文献1及び2に記載されたような従来の観測実習では、実習者は、データを取得している最中に生じている事象、すなわち地震波の伝播の様子を把握することができなかった。
Moreover, in the conventional observation training as described in
さらに、非特許文献1及び2に記載されたような従来の観測実習では、実習者は、研究室に戻ってデータ処理をして解析を行っていたので、実習後、結果を理解するまでに時間がかかってしまい、実習の内容を把握することが困難であった。
Furthermore, in the conventional observation practice as described in
本発明は、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解すると共に、解析可能な波形を取得することが可能な地震波探査実習装置、地震波探査実習プログラム、地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体、及び地震波探査実習キットを提供することを目的としている。 The present invention can be easily experimented indoors, can easily observe and grasp the state of wave propagation at a glance, and easily understand the relationship between the waves traveling inside the earth and the structure inside the earth. In addition, an object of the present invention is to provide a seismic wave exploration training apparatus capable of acquiring an analyzable waveform, a seismic wave exploration training program, a storage medium storing the seismic wave exploration training program, and a seismic wave exploration training kit.
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置は、
光源と、
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記地震波探査実習プログラムを演算処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備え、
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする。
An earthquake wave exploration training apparatus according to an embodiment of the present invention is
A light source;
A transparent elastic body disposed adjacent to the light source;
An imaging device that is disposed on the opposite side of the light source with respect to the transparent elastic body and photographs the transparent elastic body;
A storage medium storing a seismic exploration training program for image processing of the video captured by the imaging device;
A computing unit for computing the seismic wave exploration training program stored in the storage medium;
A display unit for displaying the video image processed by the arithmetic unit;
Equipped with a,
The storage medium stores a seismic exploration training program for digitizing brightness and darkness due to distortion of the transparent elastic body from an image taken by the imaging device and acquiring a waveform in the transparent elastic body. .
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置では、
前記透明弾性体は、弾性率の異なる複数の領域からなる
ことを特徴とする。
In the seismic wave exploration training apparatus according to one embodiment of the present invention,
The transparent elastic body is composed of a plurality of regions having different elastic moduli.
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置は、
前記撮像装置と前記透明弾性体の間に設置される撮像装置側偏光板と、
前記光源と前記透明弾性体の間に設置される光源側偏光板と、
を備える
ことを特徴とする。
An earthquake wave exploration training apparatus according to an embodiment of the present invention is
An imaging device-side polarizing plate installed between the imaging device and the transparent elastic body;
A light source-side polarizing plate installed between the light source and the transparent elastic body,
It is characterized by providing.
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習装置は、
前記透明弾性体を支持する支持部材を備える
ことを特徴とする。
An earthquake wave exploration training apparatus according to an embodiment of the present invention is
A support member for supporting the transparent elastic body is provided.
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習プログラムは、
光源と、
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備える地震波探査実習装置に用いられ、
前記演算部によって処理され、前記撮像装置が撮影した映像を画像処理し、
前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する
ことを特徴とする。
The seismic exploration training program of one embodiment according to the present invention is as follows.
A light source;
A transparent elastic body disposed adjacent to the light source;
An imaging device that is disposed on the opposite side of the light source with respect to the transparent elastic body and photographs the transparent elastic body;
An arithmetic unit that processes video captured by the imaging device;
A display unit for displaying the video image processed by the arithmetic unit;
Is used in a seismic exploration training device equipped with
The video processed by the arithmetic unit and imaged by the imaging device is processed ,
The light and darkness due to distortion of the transparent elastic body is digitized from an image captured by the imaging device, and a waveform in the transparent elastic body is acquired .
本発明にかかる一実施形態の記憶媒体は、
前記地震波探査実習プログラムを記憶することを特徴とする。
A storage medium according to an embodiment of the present invention is:
The seismic wave exploration training program is stored.
本発明にかかる一実施形態の地震波探査実習キットは、
光源と、
透明弾性体もしくは透明弾性体の原料と、
前記透明弾性体もしくは前記透明弾性体の原料から作成された透明弾性体に前記光源の光を反対側から照射した状態で撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体と、
を有し、
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする。
The seismic exploration training kit of one embodiment according to the present invention is:
A light source;
A transparent elastic body or a raw material of the transparent elastic body,
A storage medium for storing a seismic wave exploration training program for image processing of an image captured by the imaging device in a state where the light from the light source is irradiated from the opposite side onto the transparent elastic body or the transparent elastic body made from the raw material of the transparent elastic body When,
I have a,
The storage medium stores a seismic exploration training program for digitizing brightness and darkness due to distortion of the transparent elastic body from an image taken by the imaging device and acquiring a waveform in the transparent elastic body. .
本発明の地震波探査実習装置、地震波探査実習プログラム、地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体、及び地震波探査実習キットによれば、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。例えば、速度境界だけでなく、境界の形状、断層や散乱体の存在等の効果を調査することも可能である。また、解析可能な波形を取得することも可能である。 According to the seismic wave exploration training apparatus, seismic wave exploration training program, the storage medium storing the seismic wave exploration training program, and the seismic wave exploration training kit according to the present invention, it is possible to easily carry out experiments indoors and see how the waves propagate at a glance. It can be easily observed and grasped, and it becomes possible to easily understand the relationship between the waves traveling inside the earth and the structure inside the earth. For example, it is possible to investigate not only the velocity boundary but also the effect such as the shape of the boundary, the presence of a fault or a scatterer. It is also possible to acquire an analyzable waveform.
以下、図面を参照して本発明にかかる地震波探査実習装置1について説明する。ここで、地震波は、弾性波の意味で用いる。 Hereinafter, the seismic wave exploration training apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the seismic wave is used to mean an elastic wave.
図1は、第1実施形態の地震波探査実習装置1を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a seismic wave exploration training apparatus 1 according to the first embodiment.
第1実施形態の地震波探査実習装置1は、光源2と、透過ゲル3と、撮像装置4と、演算部5と、表示部6と、記憶媒体7と、プリンタPと、を備える。
The seismic wave exploration training apparatus 1 according to the first embodiment includes a
光源2は、白色光源であって、透過ゲル3に白色光を照射する。なお、光源2は、単波長の光を照射するものであってもよい。
The
第1実施形態の透過ゲル3は、アガロースゲルからなる。透過ゲル3の濃度を約1wt%とすると、波の速度が4〜5m/sとなり、波形を肉眼で観察させることが可能となる。なお、透過ゲル3の濃度は、波の速度の設定に応じて変更してもよい。なお、第1実施形態では、透明弾性体としてアガロースゲルを用いたが、他の実施形態として、透明な寒天ゲル、透明なシリコーンゲル、又は透明なゴム等を用いてもよい。なお、透過ゲル3は、弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅い材料が好ましい。
The
撮像装置4は、毎秒200〜1000コマ程度の撮影が可能な市販のビデオカメラ等でよい。なお、高速撮影機能付きの産業用又は研究用高速度撮像装置であればより好ましい。 The imaging device 4 may be a commercially available video camera or the like that can shoot about 200 to 1000 frames per second. An industrial or research high-speed imaging device with a high-speed imaging function is more preferable.
演算部5は、パーソナルコンピュータのCPU等から構成される。演算部5は、撮像装置4が撮影した映像を画像処理して、表示部6に出力することが可能である。また、演算部5は、透過ゲル3の予め定められた所定の位置に仮想振動計が存在するものとして、透過ゲル3の歪みによる明暗の時間変化を数値化して時間ごとの輝度値を求め、仮想振動計の位置の波形を取得することが可能である。なお、記録された映像に対して後から仮想振動計の位置を設定してもよい。
The computing unit 5 is composed of a CPU of a personal computer. The arithmetic unit 5 can perform image processing on the video imaged by the imaging device 4 and output it to the
表示部6は、撮像装置4が撮影した映像及び演算部5が演算した演算結果等を表示するディスプレイ等から構成される。プリンタPは、表示部6が表示した映像や演算結果を印刷する。
The
記憶媒体7は、演算部5が画像を処理するためのプログラム及び演算部5が波形を取得するためのプログラム等を記憶する。記憶媒体7は、フラッシュメモリ、ディスク又はカード等でよい。
The
このように、本実施形態の記憶媒体7は、地震波探査実習プログラムを記憶するので、様々な場所で手軽に実験することが可能となる。
Thus, since the
第1実施形態の地震波探査実習装置1は、撮像装置4、演算部5、表示部6、及びプリンタPに対して既存のものを用いてもよい。この場合、光源2と、透過ゲル3もしくは透過ゲル3の原料と、透過ゲル3もしくは透明弾性体3の原料から作成された透過ゲル3に光源2の光を反対側から照射した状態で撮像装置4が撮影した映像から透過ゲル3の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル3内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体7と、を有する地震波探査実習キットとして用いてもよい。
The seismic wave exploration training apparatus 1 of the first embodiment may use an existing one for the imaging device 4, the calculation unit 5, the
なお、以下の実施形態でも同様に、光源2と、透過ゲル3と、記憶媒体7と、をまとめて地震波探査実習キットとして用いてもよい。また、地震波探査実習キットは、透過ゲル3を作成する前の原料の状態で提供する場合、透過ゲル3の作成時に使用する型を同梱することが好ましい。
Similarly, in the following embodiments, the
このように、本実施形態の地震波探査実習キットによれば、光源2と、透過ゲル3と、地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体7と、を有するので、既存の撮像装置4、
演算部5、及び表示部6を使用することができ、さらに手軽に実験することが可能となる。
次に、第1実施形態の地震波探査実習装置1の使用方法について説明する。
Thus, according to the seismic wave exploration training kit of the present embodiment, since the
The calculation part 5 and the
Next, the usage method of the seismic wave exploration training apparatus 1 of 1st Embodiment is demonstrated.
図2は、第1実施形態の地震波探査実習装置における透過ゲルを伝播する波の時間毎の波面を示す模式図である。図3は、図2の各仮想観測点での波形の模式図である。図4は、第1実施形態の地震波探査実習装置の演算部によって出力された所定の仮想観測点の輝度波形を示すグラフである。図5は、第1実施形態の地震波探査実習装置の複数の仮想観測点における輝度波形を並べた図である。 Drawing 2 is a mimetic diagram showing the wave front for every time of the wave which propagates the penetration gel in the seismic wave exploration training device of a 1st embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram of a waveform at each virtual observation point in FIG. FIG. 4 is a graph showing the luminance waveform of a predetermined virtual observation point output by the calculation unit of the seismic wave exploration training apparatus of the first embodiment. FIG. 5 is a diagram in which luminance waveforms are arranged at a plurality of virtual observation points of the seismic wave exploration training apparatus according to the first embodiment.
第1実施形態の地震波探査実習装置1では、波形を観察するために透過ゲル3を加振し、波の伝播を取得する。例えば、図2に示すように、加振点Sをハンマー等によって叩くと、加振点Sで生じた波面は、時間t1からt4に示したように伝播する。
In the seismic wave exploration training apparatus 1 of the first embodiment, the
なお、第1実施形態では、ハンマー等の加振手段11によって透過ゲル3を加振したが、他の実施形態として、予め定めた所定の振幅及び周波数で加振する加振装置を用いてもよい。また、第1実施形態では、透過ゲル3の表面を加振したが、他の実施形態として加振する位置は、透過ゲル3の側面や内部等を加振してもよい。
In the first embodiment, the
演算部5は、第1仮想観測点R1から第4仮想観測点R4に、それぞれ仮想振動計が存在するものと仮定している。そして、演算部5は、撮像装置4が撮影した映像から各点の明暗の時間変化を数値化することで、図3に示すような各仮想観測点での波形を出力する。 The calculation unit 5 assumes that virtual vibrometers exist from the first virtual observation point R1 to the fourth virtual observation point R4, respectively. And the calculating part 5 outputs the waveform in each virtual observation point as shown in FIG. 3 by digitizing the time change of the brightness of each point from the image | video which the imaging device 4 image | photographed.
なお第1実施形態の仮想観測点は、例として、透過ゲル3の表面の4つの点を選択した。他の実施形態では、透過ゲル3内で自由に設定してよい。例えば、仮想観測点は、撮像装置4の任意のピクセルを選択して設定することも可能である。任意のピクセルの出力は、1つのピクセルの出力でもよいし、複数のピクセルの平均値を出力としてもよい。
As the virtual observation point of the first embodiment, four points on the surface of the
表示部6は、撮像装置4が撮影した映像を表示することが可能である。例えば、表示部6が所定の時間毎の透過ゲル3の歪みによる明暗の変化をそれぞれ表示することで、波の伝播の様子を観察させることが可能となる。なお、透過ゲル3の弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅いため、表示部6を用いず、肉眼での直接観察も可能である。
The
また、表示部6は、演算部5が演算したグラフ等を表示することもできる。例えば、表示部6は、図4に示すような所定の位置での輝度波形を示すグラフを表示することも可能である。さらに、表示部6は、図5に示すように、複数の波形を並べて表示させることも可能である。
The
このように、地震波探査実習装置1によれば、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を観察し、解析可能な波形を出力することができる地震波探査実習装置を提供することが可能となる。 Thus, according to the seismic wave exploration training apparatus 1, it is possible to provide a seismic wave exploration training apparatus that can be easily experimented indoors, observe the state of wave propagation, and output an analyzable waveform. Is possible.
次に、第2実施形態の地震波探査実習装置1について説明する。 Next, the seismic wave exploration training apparatus 1 of 2nd Embodiment is demonstrated.
図6は、第2実施形態の地震波探査実習装置1を示す概略図である。 FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the seismic wave exploration training apparatus 1 according to the second embodiment.
第2実施形態の地震波探査実習装置1は、透過ゲル3を第1透過ゲル3aと第2透過ゲル3bの2層で形成したものであり、他の構成は第1実施形態の地震波探査実習装置1と
同様である。第2実施形態の地震波探査実習装置1の第1透過ゲル3aと第2透過ゲル3bは、弾性率が異なり、第2透過ゲル3bの弾性波速度V2の方が第1透過ゲル3aの弾
性波速度V1よりも速い材料を用いる。
The seismic wave exploration training apparatus 1 of the second embodiment is one in which the
次に、第2実施形態の地震波探査実習装置1の使用方法について説明する。 Next, the usage method of the seismic wave exploration training apparatus 1 of 2nd Embodiment is demonstrated.
図7は、第2実施形態の地震波探査実習装置における撮像装置が撮影した画像である。図8は、図7の状態の第2実施形態の地震波探査実習装置における波面を示す模式図である。図9は、第2実施形態の地震波探査実習装置における透過ゲルの時間毎の波面を示す模式図である。図10は、図9の各仮想観測点での波形の模式図である。図11は、第2実施形態の地震波探査実習装置の演算部によって出力された波形のグラフである。なお、図9において、太い実線は波形、一点鎖線の矢印は直接波の波線、二点鎖線の矢印は屈折波の波線を示す。 FIG. 7 is an image taken by the imaging device in the seismic wave exploration training apparatus of the second embodiment. FIG. 8 is a schematic diagram showing a wavefront in the seismic wave exploration training apparatus of the second embodiment in the state of FIG. FIG. 9 is a schematic diagram showing the wavefront of the transmission gel in each time in the seismic wave exploration training apparatus of the second embodiment. FIG. 10 is a schematic diagram of a waveform at each virtual observation point in FIG. FIG. 11 is a graph of the waveform output by the calculation unit of the seismic wave exploration training apparatus according to the second embodiment. In FIG. 9, a thick solid line indicates a waveform, a dashed-dotted arrow indicates a direct wave wavy line, and a two-dot chain line arrow indicates a refracted wave wavy line.
第2実施形態の表示部6は、撮像装置4が撮影した映像を表示することが可能である。例えば、図7に示すように、表示部6が所定の時間毎の撮像装置が撮影した画像をそれぞれ表示することで、波の伝播の様子を観察することが可能となる。なお、透過ゲル3の弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅いため、表示部6を用いず、肉眼での直接観察も可能である。
The
第2実施形態の地震波探査実習装置1では、図7を模式した図8に示すように、透過ゲル3を第1透過ゲル3aと第2透過ゲル3bの2層で形成したので、第1透過ゲル3aを直接伝播する直接波と、第1透過ゲル3a及び第2透過ゲル3bを伝播する屈折波と、が生じる(非特許文献3参照)。そして、加振点Sから生じた波は、図9に示すように、第1透過ゲル3a及び第2透過ゲル3bを伝播する。
In the seismic wave exploration training apparatus 1 of the second embodiment, as shown in FIG. 8 schematically illustrating FIG. 7, the
なお、第2実施形態では、ハンマー等によって透過ゲル3を加振したが、他の実施形態として、予め定めた位置を予め定めた所定の振幅と周波数で加振する加振装置を用いてもよい。また、第2実施形態では、第1透過ゲル3aの表面を加振したが、他の実施形態として、第1透過ゲル3a若しくは第2透過ゲル3bの側面や内部等を加振してもよい。
In the second embodiment, the
演算部5は、第1仮想観測点R1から第4仮想観測点R4に、それぞれ仮想振動計が存在するものと仮定している。そして、演算部5は、撮像装置4が撮影した映像から各点の明暗の時間変化を数値化することで、波の伝播による透過ゲル3の変形又は歪みを取得し、各仮想観測点の波形を取得する。なお、仮想観測点は、撮像装置4の任意のピクセルを選択して設定することも可能である。任意のピクセルの出力は、1つのピクセルの出力でもよいし、複数のピクセルの平均値を出力としてもよい。
The calculation unit 5 assumes that virtual vibrometers exist from the first virtual observation point R1 to the fourth virtual observation point R4, respectively. And the calculating part 5 acquires the deformation | transformation or distortion of the permeation |
図9及び図10に示すように、加振点Sから生じた波は、加振点Sから第4仮想観測点R4の手前の位置までは、直接波が屈折波よりも速く到達する。また、第4仮想観測点R4では、時間t6で、直接波と屈折波が同時に到達する。そして、第4仮想観測点R4より遠い位置では、屈折波が直接波よりも速く到達する。 As shown in FIGS. 9 and 10, the wave generated from the excitation point S reaches the position immediately before the fourth virtual observation point R4 from the excitation point S faster than the refracted wave. At the fourth virtual observation point R4, the direct wave and the refracted wave arrive at the same time at time t6. Then, at a position far from the fourth virtual observation point R4, the refracted wave reaches faster than the direct wave.
また、表示部6は、演算部5が演算したグラフ等を表示することもできる。例えば、表示部6は、図11に示すような複数の仮想観測点における輝度波形を並べたグラフを表示することも可能である。
The
そして、図11のグラフから距離x÷時間tを計算することで、波の速さVを求めることが可能となる。例えば、図11のグラフを読み取ると、直接波は、T1=x/V1となり、屈折波は、T2=x/V2+T0となる。 Then, by calculating the distance x ÷ time t from the graph of FIG. 11, the wave speed V can be obtained. For example, when the graph of FIG. 11 is read, the direct wave is T 1 = x / V 1 and the refracted wave is T 2 = x / V 2 + T 0 .
さらに、以下の式(1)から第1透過ゲル3aの層の厚さHを求めることが可能となる。
このように、第1透過ゲル3aの層の厚さHと第1透過ゲル3aの速度V1及び第2透
過ゲル3bの速度V2を求めることで、地球内部の層の厚さと速度を求めることを模擬す
ることが可能となる。
Thus, by obtaining the speed V 2 of the speed V 1 and the second
このように、第2実施形態の地震波探査実習装置1によれば、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を観察し、解析可能な波形を出力することが可能な地震波探査実習装置を提供することが可能となる。また、透過ゲル3を2つの層とすることで、波の伝播の様子を観察し、波形を解析することが可能となり、地球内部のような波の伝播速度の異なる層の構造を模擬することが可能となる。
Thus, according to the seismic wave exploration training apparatus 1 of the second embodiment, the seismic wave exploration can be easily conducted indoors, the state of wave propagation can be observed, and an analyzable waveform can be output. It is possible to provide a training device. Moreover, by making the
図12は、他の実施形態の地震波探査実習装置1を示す図である。 FIG. 12 is a diagram illustrating the seismic wave exploration training apparatus 1 according to another embodiment.
図12に示す他の実施形態の地震波探査実習装置1は、第1実施形態及び第2実施形態の地震波探査実習装置1の構造に加えて、透過ゲル3を支持する支持部材10と、撮像装置側偏光板8と、光源側偏光板9と、を備える。なお、支持部材10、撮像装置側偏光板8、及び光源側偏光板9は、すべてを備える必要はなく、個別に備えてもよい。
In addition to the structure of the seismic wave exploration training apparatus 1 of the first embodiment and the second embodiment, the seismic wave exploration training apparatus 1 of another embodiment shown in FIG. 12 includes a
支持部材10は、透過ゲル3の光源2側及び撮像装置4側の両側に接触して透過ゲル3を支える。支持部材10は、透過ゲル3が軟らかく、自立が困難で不安定な場合に、透過ゲル3を支えることができ、透過ゲル3を安定に支持することが可能となる。
The
また、図12に示す実施形態では、透過ゲル3の光弾性を利用するので、透過ゲル3の歪みに応じて複屈折した光を干渉させることによって、明暗が変化する。
In the embodiment shown in FIG. 12, since the photoelasticity of the
撮像装置側偏光板8は、撮像装置4と透過ゲル3の間に設置される。偏光板は、円偏光板、又は直線偏光板のいずれでもよい。撮像装置側偏光板8を設置することで、透過ゲル3の歪みによって生じる明暗を明確にすることができ、撮像装置4によって波面を明確に撮影することが可能となる。
The imaging device
光源側偏光板9は、光源2と透過ゲル3の間に設置される。偏光板は、円偏光板、又は直線偏光板のいずれでもよいが、撮像装置側偏光板8との関係を考慮して選択することが好ましい。光源側偏光板9を設置することで、透過ゲル3の歪みによって生じる明暗を明確にすることができ、撮像装置4によって波面を明確に撮影することが可能となる。
The light source
図13は、他の例の透過ゲル3を示す図である。
FIG. 13 is a view showing another example of the
透過ゲル3は、弾性率の異なる複数の領域が存在してもよい。また、透過ゲル3は、2層に限らず、3層又は4層以上であってもよい。さらに、弾性率が異なる透過ゲル3の境界は、平面でなくてもよい。例えば、図13に示すように、透過ゲル3には、気体や液体で満たされた領域31、切り込み32、石又はガラス等の異物33が存在してもよい。
The
このように、本実施形態の地震波探査実習装置1によれば、光源2と、光源2に隣接して配置される透過ゲル3と、透過ゲル3に対して光源2と反対側に配置され、透過ゲル3を撮影する撮像装置4と、撮像装置4が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体7と、記憶媒体7に記憶された地震波探査実習プログラムを演算処理する演算部5と、演算部5によって画像処理された映像を表示する表示部6と、を備えるので、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。また、透過ゲル3の弾性波速度が毎秒数メートルから数十メートルオーダーと遅いため、表示部6を用いず、肉眼での直接観察も可能である。
Thus, according to the seismic wave exploration training apparatus 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態の地震波探査実習装置1によれば、記憶媒体7は、撮像装置4が撮影した映像から透過ゲル3の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル3内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶するので、波形を解析することが可能となる。
Further, according to the seismic wave exploration training apparatus 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態の地震波探査実習装置1によれば、透過ゲル3は、弾性率の異なる複数の領域からなるので、異なる層内の波の伝播の様子を観察し、波形を解析することが可能となり、地球内部のような速度の異なる層の構造を模擬することが可能となる。
Moreover, according to the seismic wave exploration training apparatus 1 of this embodiment, since the
また、本実施形態の地震波探査実習装置1によれば、撮像装置4と透過ゲル3の間に設置される撮像装置側偏光板8と、光源2と透過ゲル3の間に設置される光源側偏光板9を備えるので、透過ゲル3の歪みによって生じる明暗をより明確にすることができ、撮像装置4によって波面をより明確に撮影することが可能となる。
Further, according to the seismic wave exploration training apparatus 1 of the present embodiment, the imaging device
また、本実施形態の地震波探査実習装置1によれば、透過ゲル3を支持する支持部材10を備えるので、透過ゲル3が軟らかく、自立が困難で不安定な場合に、透過ゲル3を支えることができ、透過ゲル3を安定に支持することが可能となる。
Moreover, according to the seismic wave exploration training apparatus 1 of this embodiment, since the
さらに、本実施形態の地震波探査実習プログラムによれば、光源2と、光源2に隣接して配置される透過ゲル3と、透過ゲル3に対して光源2と反対側に配置され、透過ゲル3を撮影する撮像装置4と、撮像装置4が撮影した映像を処理する演算部5と、演算部5によって画像処理された映像を表示する表示部6と、を備える地震波探査実習装置1に用いられ、演算部5によって処理され、撮像装置4が撮影した映像を画像処理するので、室内で手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。
Further, according to the seismic wave exploration training program of the present embodiment, the
また、本実施形態の地震波探査実習プログラムによれば、前記演算部によって処理され、撮像装置4が撮影した映像から透過ゲル3の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル3内の波形を取得するので、波形を解析することが可能となる。
In addition, according to the seismic wave exploration training program of the present embodiment, the light intensity due to distortion of the
さらに、本実施形態の記憶媒体7は、前記地震波探査実習プログラムを記憶するので、様々な場所で手軽に実験することが可能となる。
Furthermore, since the
さらに、本実施形態の地震波探査実習キットによれば、光源2と、透過ゲル3もしくは透過ゲル3の原料と、透過ゲル3もしくは透過ゲル3の原料から作成された透過ゲル3に光源2の光を反対側から照射した状態で撮像装置4が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体7と、を有するので、既存の撮像装置4、演算部5、及び表示部6を使用することができ、室内でさらに手軽に実験することができ、波の伝播の様子を一目で容易に観察して把握することができ、地球内部を伝わる波と地球内部の構造の関係を容易に理解することが可能となる。
Furthermore, according to the seismic wave exploration training kit of this embodiment, the light of the
また、本実施形態の地震波探査実習キットによれば、記憶媒体7は、撮像装置4が撮影した映像から透過ゲル3の歪みによる明暗を数値化し、透過ゲル3内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶するので、波形を解析することが可能となる。
Further, according to the seismic wave exploration training kit of the present embodiment, the
なお、本実施形態によって本発明は限定されるものではない。すなわち、実施形態の説明に当たって、例示のために特定の詳細な内容が多く含まれるが、これらの詳細な内容に色々なバリエーションや変更を加えたり、各内容を選択して組み合わせてもよい。 In addition, this invention is not limited by this embodiment. That is, in describing the embodiment, a lot of specific details are included for illustration, but various variations and changes may be added to these details, or each content may be selected and combined.
1…地震波探査実習装置
2…光源
3…透過ゲル(透明弾性体)
4…撮像装置
5…演算部
6…表示部
7…記憶媒体
8…撮像装置側偏光板
9…光源側偏光板
10…支持部材
11…加振手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Seismic
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 ... Imaging device 5 ...
Claims (7)
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶した記憶媒体と、
前記記憶媒体に記憶された前記地震波探査実習プログラムを演算処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備え、
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする地震波探査実習装置。 A light source;
A transparent elastic body disposed adjacent to the light source;
An imaging device that is disposed on the opposite side of the light source with respect to the transparent elastic body and photographs the transparent elastic body;
A storage medium storing a seismic exploration training program for image processing of the video captured by the imaging device;
A computing unit for computing the seismic wave exploration training program stored in the storage medium;
A display unit for displaying the video image processed by the arithmetic unit;
Equipped with a,
The storage medium stores a seismic exploration training program for digitizing brightness and darkness due to distortion of the transparent elastic body from an image taken by the imaging device and acquiring a waveform in the transparent elastic body. Seismic exploration training device.
ことを特徴とする請求項1に記載の地震波探査実習装置。 The transparent elastic body, seismic training apparatus according to claim 1, characterized in that it consists of a plurality of regions having different elastic modulus.
前記光源と前記透明弾性体の間に設置される光源側偏光板と、
を備える
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の地震波探査実習装置。 An imaging device-side polarizing plate installed between the imaging device and the transparent elastic body;
A light source-side polarizing plate installed between the light source and the transparent elastic body,
The seismic wave exploration training apparatus according to claim 1 or 2 , characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の地震波探査実習装置。 The seismic wave exploration training apparatus according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a support member that supports the transparent elastic body.
前記光源に隣接して配置される透明弾性体と、
前記透明弾性体に対して前記光源と反対側に配置され、前記透明弾性体を撮影する撮像装置と、
前記撮像装置が撮影した映像を処理する演算部と、
前記演算部によって画像処理された映像を表示する表示部と、
を備える地震波探査実習装置に用いられ、
前記演算部によって処理され、前記撮像装置が撮影した映像を画像処理し、
前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する
ことを特徴とする地震波探査実習プログラム。 A light source;
A transparent elastic body disposed adjacent to the light source;
An imaging device that is disposed on the opposite side of the light source with respect to the transparent elastic body and photographs the transparent elastic body;
An arithmetic unit that processes video captured by the imaging device;
A display unit for displaying the video image processed by the arithmetic unit;
Is used in a seismic exploration training device equipped with
The video processed by the arithmetic unit and imaged by the imaging device is processed ,
A seismic exploration training program characterized by digitizing brightness and darkness due to distortion of the transparent elastic body from an image taken by the imaging device and acquiring a waveform in the transparent elastic body .
透明弾性体もしくは透明弾性体の原料と、
前記透明弾性体もしくは前記透明弾性体の原料から作成された透明弾性体に前記光源の光を反対側から照射した状態で撮像装置が撮影した映像を画像処理する地震波探査実習プログラムを記憶する記憶媒体と、
を有し、
前記記憶媒体は、前記撮像装置が撮影した映像から前記透明弾性体の歪みによる明暗を数値化し、前記透明弾性体内の波形を取得する地震波探査実習プログラムを記憶する
ことを特徴とする地震波探査実習キット。 A light source;
A transparent elastic body or a raw material of the transparent elastic body,
A storage medium for storing a seismic wave exploration training program for image processing of an image captured by the imaging device in a state where the light from the light source is irradiated from the opposite side onto the transparent elastic body or the transparent elastic body made from the raw material of the transparent elastic body When,
I have a,
The storage medium stores a seismic exploration training program for digitizing brightness and darkness due to distortion of the transparent elastic body from an image taken by the imaging device and acquiring a waveform in the transparent elastic body. Seismic exploration training kit.
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