特許 5977556 硬さ試験機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5977556

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月24日

(54)【発明の名称】硬さ試験機

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/42 20060101AFI20160817BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/42 C

【請求項の数】3

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-70581(P2012-70581)

(22)【出願日】2012年3月27日

(65)【公開番号】特開2013-205018(P2013-205018A)

(43)【公開日】2013年10月7日

【審査請求日】2015年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000137694

【氏名又は名称】株式会社ミツトヨ

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】竹村 文宏

(72)【発明者】

【氏名】輿水 文比古

【審査官】 渡邊 吉喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２８６５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−０５７５６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０５−１３３８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２０７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２１０７７７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０３−０４０３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−３１３２１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ３／００−３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料台に載置された試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
前記試料台を水平方向に移動させる試料台水平移動手段と、
対物レンズを介して前記試料の表面を撮像する撮像手段と、
前記圧子又は前記対物レンズを、前記試料に対向する所定の位置に選択的に配置可能な切替手段と、
前記所定の位置に配置された前記圧子の中心位置と、前記所定の位置に配置された前記対物レンズの中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているずれ量に基づいて、前記切替手段により前記所定の位置に配置された前記圧子又は前記対物レンズの中心位置と対応する位置に、前記試料台水平移動手段を移動させる試料台移動制御手段と、
を備え、
前記対物レンズは、第１の対物レンズと、前記第１の対物レンズよりも倍率の低い第２の対物レンズと、を備え、
前記第１の対物レンズを介して前記撮像手段により撮像された前記試料の表面の画像を解析し、当該画像中に前記圧子により形成されたくぼみが存在するか否かを判定するくぼみ判定手段と、
前記くぼみ判定手段により前記くぼみが存在しないと判定された場合に、現在位置を中心として水平方向に一回の撮像により撮像可能な範囲分ずつ前記試料台水平移動手段を移動させながら前記撮像手段により任意の枚数の画像を撮像させ、当該撮像された任意の枚数の画像を１枚の画像に合成する画像合成手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。

【請求項2】

前記圧子は、第１の圧子と、第２の圧子と、を備え、
前記記憶手段は、前記所定の位置に配置された前記第１の圧子の中心位置と、前記所定の位置に配置された前記第２の圧子の中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶し、
前記試料台移動制御手段は、前記記憶手段に記憶されているずれ量に基づいて、前記切替手段により前記所定の位置に配置された前記第１の圧子、前記第２の圧子、又は前記対物レンズの中心位置と対応する位置に、前記試料台水平移動手段を移動させることを特徴とする請求項１に記載の硬さ試験機。

【請求項3】

前記試料台を上下方向に昇降させる試料台昇降手段を備え、
前記記憶手段は、前記所定の位置に配置された前記圧子によりくぼみ付けが行われるときの前記試料台の位置と、前記所定の位置に配置された前記対物レンズの焦点が合っているときの前記試料台の位置と、の上下方向におけるずれ量を記憶し、
前記試料台移動制御手段は、前記記憶手段に記憶されているずれ量に基づいて、前記切替手段により前記所定の位置に配置された前記対物レンズの焦点が合っているときの位置に前記試料台が位置するように、前記試料台昇降手段を昇降させることを特徴とする請求項１又は２に記載の硬さ試験機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、硬さ試験機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、ビッカース硬さ試験法、ヌープ硬さ試験法など、平面形状が多角形の圧子を試料の表面に押し付け、試料表面に生じる多角形のくぼみの対角線長さより硬度を測定する押し込み式の硬さ試験法はよく知られており、これは金属材料の機械的性質の評価に多く用いられている。

【0003】

周知のように、ビッカース硬さ試験法は、ダイヤモンド正四角錘による圧子を使用し、試料表面に生じる正四角錘形状のくぼみの二つの対角線長さの平均値と圧子の試料に対する押し付け荷重との関係において硬度を示すものであり、ヌープ硬さ試験法は、ダイヤモンド長四角錘による圧子を使用し、試料表面に生じる長四角錘形状のくぼみの長い方の対角線長さと圧子の試料に対する押し付け荷重との関係において硬度を示すものである。

【0004】

通常、ビッカース硬さ試験機やヌープ硬さ試験機で硬さ試験を行う場合、試料を対物レンズで観察して試験位置を設定し、ターレットを回転させて対物レンズを圧子に切り替えてくぼみ付け動作を行い、再び対物レンズに切り替えて試料の表面に形成されたくぼみを観察する。このとき、設定した試験位置に正しくくぼみを形成するためには、くぼみ付けをする圧子の中心位置と観察をする対物レンズの中心位置の位置決めが、正確になされている必要がある。従来の硬さ試験機では、試料に対向する所定の位置に配置された圧子の中心位置に合わせて対物レンズを機械的に調芯する機構を用いて調整が行われていた。

【0005】

しかしながら、圧子は消耗品であるため、消耗時に交換する必要があるが、圧子を交換した場合、圧子の中心位置と対物レンズの中心位置とがずれてしまうことがあるため、対物レンズの調芯作業を行う必要が生じる。対物レンズを調芯するには、まず、基準となる圧子でくぼみ付けを行い、ターレットを回転させて調芯する対物レンズに切り替える。次に、くぼみを観察しながらくぼみの中心位置が画面の中心位置となるように対物レンズを調芯する。最後に、圧子に切り替えて、再度くぼみ付けを行い、調芯した対物レンズに切り替えて、くぼみの中心位置が画面の中心位置と一致しているか否かを確認する。

【0006】

現行の硬さ試験機は、搭載される対物レンズの本数が多いため、上記の調芯作業を搭載された対物レンズの本数分行う必要がある。また、現行の硬さ試験機には、圧子を２本搭載するものも存在するため、基準となる第１の圧子の中心位置に合わせて第２の圧子を調芯する必要もある。上記の一連の調芯作業をユーザが行うのは大変である。

【0007】

そこで、圧子の中心位置と対物レンズの中心位置とがずれている場合であっても、正確な硬さ試験を行うことができるようにした硬さ試験機が開示されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、特許文献１記載の発明は、表示画面（対物レンズ）の中心座標と表示画面に表示されたくぼみの中心座標との座標差を算出し、座標差がほぼゼロとなるように試料台を水平方向に移動させることにより、圧子の中心位置と対物レンズの中心位置とのずれを補正している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００４−２８６５４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、上記特許文献１記載の発明は、くぼみ形成後の硬さ算出の際に行われる補正処理であり、くぼみ形成時には圧子の中心位置と対物レンズの中心位置とのずれを補正することができないため、ユーザが所望する試験位置にくぼみを形成できないことがあった。

【0010】

本発明は、圧子の中心位置と対物レンズの中心位置とがずれている場合であっても、ユーザが所望する試験位置にくぼみを形成することができ、正確な硬さ試験を行うことができる硬さ試験機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】

請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するためになされたものであり、
試料台に載置された試料の表面に圧子により所定の試験力を負荷してくぼみを形成させ、当該くぼみの寸法を計測することにより試料の硬さを測定する硬さ試験機において、
前記試料台を水平方向に移動させる試料台水平移動手段と、
対物レンズを介して前記試料の表面を撮像する撮像手段と、
前記圧子又は前記対物レンズを、前記試料に対向する所定の位置に選択的に配置可能な切替手段と、
前記所定の位置に配置された前記圧子の中心位置と、前記所定の位置に配置された前記対物レンズの中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されているずれ量に基づいて、前記切替手段により前記所定の位置に配置された前記圧子又は前記対物レンズの中心位置と対応する位置に、前記試料台水平移動手段を移動させる試料台移動制御手段と、
を備え、
前記対物レンズは、第１の対物レンズと、前記第１の対物レンズよりも倍率の低い第２の対物レンズと、を備え、
前記第１の対物レンズを介して前記撮像手段により撮像された前記試料の表面の画像を解析し、当該画像中に前記圧子により形成されたくぼみが存在するか否かを判定するくぼみ判定手段と、
前記くぼみ判定手段により前記くぼみが存在しないと判定された場合に、現在位置を中心として水平方向に一回の撮像により撮像可能な範囲分ずつ前記試料台水平移動手段を移動させながら前記撮像手段により任意の枚数の画像を撮像させ、当該撮像された任意の枚数の画像を１枚の画像に合成する画像合成手段と、
を備えることを特徴とする。

【0014】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の硬さ試験機において、
前記圧子は、第１の圧子と、第２の圧子と、を備え、
前記記憶手段は、前記所定の位置に配置された前記第１の圧子の中心位置と、前記所定の位置に配置された前記第２の圧子の中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶し、
前記試料台移動制御手段は、前記記憶手段に記憶されているずれ量に基づいて、前記切替手段により前記所定の位置に配置された前記第１の圧子、前記第２の圧子、又は前記対物レンズの中心位置と対応する位置に、前記試料台水平移動手段を移動させることを特徴とする。

【0015】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の硬さ試験機において、
前記試料台を上下方向に昇降させる試料台昇降手段を備え、
前記記憶手段は、前記所定の位置に配置された前記圧子によりくぼみ付けが行われるときの前記試料台の位置と、前記所定の位置に配置された前記対物レンズの焦点が合っているときの前記試料台の位置と、の上下方向におけるずれ量を記憶し、
前記試料台移動制御手段は、前記記憶手段に記憶されているずれ量に基づいて、前記切替手段により前記所定の位置に配置された前記対物レンズの焦点が合っているときの位置に前記試料台が位置するように、前記試料台昇降手段を昇降させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、圧子の中心位置と対物レンズの中心位置とがずれている場合であっても、ユーザが所望する試験位置にくぼみを形成することができ、正確な硬さ試験を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態に係る硬さ試験機の全体構成を示す斜視図である。

【図2】第１実施形態に係る硬さ試験機の試験機本体を示す模式図である。

【図3】第１実施形態に係る硬さ試験機の硬さ測定部を示す模式図である。

【図4】第１実施形態に係る硬さ試験機の制御構造を示すブロック図である。

【図5】第１実施形態に係る硬さ試験機の補正パラメータ取得処理を示すフローチャートである。

【図6】補正パラメータ取得処理で試料の表面に各圧子によりくぼみが形成された様子の一例を示す図である。

【図7】第１の圧子により形成されたくぼみの中心位置と、第２の圧子により形成されたくぼみの中心位置と、のＸＹ方向のずれ量を説明する図である。

【図8】第１の圧子により形成されたくぼみの中心位置と、低倍対物レンズの中心位置と、のＸＹ方向のずれ量を説明する図である。

【図9】第１実施形態に係る硬さ試験機の硬さ試験処理を示すフローチャートである。

【図10】硬さ試験処理で各圧子の中心位置を示すマークがモニタに表示された様子の一例を示す図である。

【図11】図１０の状態から、第２の圧子の中心位置を示すマークの位置が試料の試験位置と一致するように試料を移動させた様子の一例を示す図である。

【図12】図１１の状態から、第２の圧子によりくぼみを形成させた様子の一例を示す図である。

【図13】第２実施形態に係る硬さ試験機の全体構成を示す斜視図である。

【図14】第２実施形態に係る硬さ試験機の試験機本体を示す模式図である。

【図15】第２実施形態に係る硬さ試験機の制御構造を示すブロック図である。

【図16】第２実施形態に係る硬さ試験機の硬さ試験処理を示すフローチャートである。

【図17】第２実施形態の変形例２に係る硬さ試験機の画像合成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、図１及び図１３におけるＸ方向を左右方向とし、Ｙ方向を前後方向とし、Ｚ方向を上下方向とする。また、Ｘ−Ｙ面を水平面とする。

【0020】

（第１実施形態）
第１実施形態に係る硬さ試験機１００は、手動式のＸＹステージ３を備えた硬さ試験機であり、図１及び図２に示すように、試験機本体１０と、制御部６と、操作部７と、モニタ８等を備えている。

【0021】

試験機本体１０は、試料Ｓの硬さ測定を行う硬さ測定部１と、試料Ｓを載置する試料台２と、試料台２を水平方向に移動させるＸＹステージ３と、試料Ｓの表面に焦点を合わせるために試料台２及びＸＹステージ３を上下方向に昇降する昇降機構部５等を備えている。

【0022】

硬さ測定部１は、図３に示すように、試料Ｓの表面を照明する照明装置１１と、試料Ｓの表面を撮像するＣＣＤカメラ１２と、圧子１４１を備える２本の圧子軸１４と２本の対物レンズ１５を備え、回転することにより圧子軸１４と対物レンズ１５との切り替えが可能なターレット１６等により構成されている。

【0023】

照明装置１１は、光を照射することにより試料Ｓの表面を照明するものであり、照明装置１１から照射される光は、レンズ１ａ、ハーフミラー１ｄ、ミラー１ｅ、対物レンズ１５を介して試料Ｓの表面に到達する。

【0024】

ＣＣＤカメラ１２は、試料Ｓの表面から対物レンズ１５、ミラー１ｅ、ハーフミラー１ｄ、ミラー１ｇ、及びレンズ１ｈを介して入力された反射光に基づき、当該試料Ｓの表面や圧子１４１により試料Ｓの表面に形成されるくぼみを撮像して画像データを取得し、複数フレームの画像データを同時に蓄積、格納可能なフレームグラバ１７を介して、制御部６に出力する。
これにより、ＣＣＤカメラ１２は、撮像手段として機能する。

【0025】

圧子軸１４は、ターレット１６の下面に複数保持されており、ターレット１６の回転により試料Ｓの上方、即ち、試料Ｓに対向する所定の位置に配置されることで、制御部６が出力する制御信号に応じて駆動される負荷機構部（図示省略）により、試料台２に載置された試料Ｓに向け移動され、先端部に備えた圧子１４１を試料Ｓの表面に所定の試験力で押し付ける。
具体的には、圧子軸１４は、先端部にダイヤモンド正四角錘によるビッカース硬さ試験用の第１の圧子１４１Ａを備える第１の圧子軸１４Ａと、先端部にダイヤモンド長四角錘によるヌープ硬さ試験用の第２の圧子１４１Ｂを備える第２の圧子軸１４Ｂと、を備えて構成されている。

【0026】

対物レンズ１５は、それぞれ異なる倍率からなる集光レンズであり、ターレット１６の下面に複数保持されており、ターレット１６の回転により試料Ｓに対向する所定の位置に配置されることで、照明装置１１から照射される光を一様に試料Ｓの表面に照射させる。
具体的には、対物レンズ１５は、高倍対物レンズ（第１の対物レンズ）１５Ａと、高倍対物レンズ１５Ａよりも倍率の低い低倍対物レンズ（第２の対物レンズ）１５Ｂと、を備えて構成されている。高倍対物レンズ１５Ａは、倍率が２０倍以上のレンズであるとより好ましい。倍率が２０倍以上のレンズであれば、焦点深度が浅く、焦点深度がくぼみ付けの際の試料Ｓの高さの許容範囲を超えることがないため、試料Ｓの高さの位置決め精度を高めることができる。一方、低倍対物レンズ１５Ｂは、倍率が５倍以下のレンズであるとより好ましい。倍率が５倍以下のレンズであれば、高視野の画像を取得することができるため、広範囲の画像を容易に取得することができる。

【0027】

ターレット１６は、下面に複数の圧子軸１４（第１の圧子軸１４Ａ及び第２の圧子軸１４Ｂ）と複数の対物レンズ１５（高倍対物レンズ１５Ａ及び低倍対物レンズ１５Ｂ）を取り付け、Ｚ軸方向を中心に回転することにより、当該複数の圧子軸１４と複数の対物レンズ１５の中の何れか一つを切り替えて、試料Ｓに対向する所定の位置に選択的に配置可能なように構成されている。つまり、圧子軸１４を試料Ｓに対向する所定の位置に配置することで試料Ｓの表面にくぼみを形成し、対物レンズ１５を試料Ｓに対向する所定の位置に配置することで、当該形成されたくぼみを観察することが可能となる。
即ち、ターレット１６は、圧子軸１４（圧子１４１）又は対物レンズ１５を、試料Ｓに対向する所定の位置に配置可能な切替手段として機能する。

【0028】

試料台２は、上面に載置される試料Ｓを試料固定部２ａで固定する。
ＸＹステージ３は、ユーザにより手動で駆動され、試料台２を圧子１４１の移動方向（Ｚ軸方向）に垂直な方向（Ｘ軸，Ｙ軸方向）、即ち、水平方向に移動させる。即ち、ＸＹステージ３は、試料台２を水平方向に移動させる試料台水平移動手段として機能する。
昇降機構部５は、ユーザにより手動で駆動され、試料台２及びＸＹステージ３をＺ軸方向、即ち、上下方向に昇降させることで、試料台２と対物レンズ１５との間の相対距離を変化させる。

【0029】

操作部７は、キーボード７１、マウス７２等により構成されており、硬さ試験を行う際のユーザによる入力操作を実行させる。そして、操作部７により所定の入力操作がなされると、その入力操作に応じた所定の操作信号が制御部６に出力される。

【0030】

例えば、操作部７は、ユーザに、当該硬さ試験機１００による硬さ試験を実施する際の試験条件値を入力させることができる。そして、入力された試験条件値は制御部６に送信される。ここで、試験条件値とは、例えば、試料Ｓの材質、圧子１４１により試料Ｓに負荷される試験力（Ｎ）、対物レンズ１５の倍率、等の値である。

【0031】

モニタ８は、例えば、ＬＣＤなどの表示装置により構成されており、操作部７において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果、ＣＣＤカメラ１２が撮像した試料Ｓの表面や試料Ｓの表面に形成されるくぼみの画像等を表示する。
これにより、モニタ８は、表示手段として機能する。

【0032】

制御部６は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１、ＲＡＭ（Random Access Memory）６２、記憶部６３等を備えて構成され、記憶部６３に記憶された所定のプログラムが実行されることにより、所定の硬さ試験を行うための動作制御等を行う機能を有する。

【0033】

ＣＰＵ６１は、記憶部６３に格納された処理プログラム等を読み出して、ＲＡＭ６２に展開して実行することにより、硬さ試験機１００全体の制御を行う。

【0034】

ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１により実行された処理プログラム等を、ＲＡＭ６２内のプログラム格納領域に展開するとともに、入力データや上記処理プログラムが実行される際に生じる処理結果等をデータ格納領域に格納する。

【0035】

記憶部６３は、例えば、プログラムやデータ等を記憶する記録媒体（図示省略）を有しており、この記録媒体は、半導体メモリ等で構成されている。また、記憶部６３は、ＣＰＵ６１が硬さ試験機１００全体を制御する機能を実現させるための各種データ、各種処理プログラム、これらプログラムの実行により処理されたデータ等を記憶する。
また、記憶部６３は、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、当該所定の位置に配置された第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、当該所定の位置に配置された低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量、及び試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、当該所定の位置に配置された高倍対物レンズ１５Ａの中心位置と、の水平方向におけるずれ量等の補正パラメータを記憶する。
これにより、記憶部６３は、記憶手段として機能する。

【0036】

次に、第１実施形態に係る硬さ試験機１００の動作について説明する。
まず、第１実施形態に係る硬さ試験機１００の硬さ試験を行う前段階で行われる補正パラメータ取得処理について、図５のフローチャートを参照して説明する。

【0037】

まず、第１の圧子１４１Ａにより試料Ｓの表面にくぼみを形成する（ステップＳ１１）。具体的には、ユーザは、試料台２に硬さ試験の対象となる試料Ｓを載置して試料固定部２ａで固定し、ターレット１６を回転させて第１の圧子１４１Ａを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させ、操作部７を操作してくぼみ付けの指示を入力する。ＣＰＵ６１は、上記入力操作に応じた操作信号を操作部７から受け付けると、負荷機構部（図示省略）を駆動することにより、第１の圧子１４１Ａを下降させ、試料Ｓの表面にくぼみＸ１を形成させる（図６参照）。

【0038】

次に、第２の圧子１４１Ｂにより試料Ｓの表面にくぼみを形成する（ステップＳ１２）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて第２の圧子１４１Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させ、操作部７を操作してくぼみ付けの指示を入力する。ＣＰＵ６１は、上記入力操作に応じた操作信号を操作部７から受け付けると、負荷機構部（図示省略）を駆動することにより、第２の圧子１４１Ｂを下降させ、試料Ｓの表面にくぼみＸ２を形成させる（図６参照）。

【0039】

次に、低倍対物レンズ１５Ｂにより試料Ｓの表面の画像データを取得する（ステップＳ１３）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて、低倍対物レンズ１５Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させる。ＣＣＤカメラ１２は、低倍対物レンズ１５Ｂを介して試料Ｓの表面を撮像して画像データを取得し、制御部６に出力する。

【0040】

次に、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ２の中心位置と、の水平方向のずれ量を算出する（ステップＳ１４）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２から出力された試料Ｓの表面の画像データを解析し、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ２の中心位置と、のＸ方向のずれ量Ａ１及びＹ方向のずれ量Ａ２（図７参照）を算出し、補正パラメータとして記憶部６３に記憶させる。この補正パラメータは、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、当該所定の位置に配置された第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量となる。

【0041】

次に、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向のずれ量を算出する（ステップＳ１５）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２から出力された試料Ｓの表面の画像データを解析し、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、のＸ方向のずれ量Ｂ１及びＹ方向のずれ量Ｂ２（図８参照）を算出し、補正パラメータとして記憶部６３に記憶させる。この補正パラメータは、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、当該所定の位置に配置された低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量となる。

【0042】

次に、高倍対物レンズ１５Ａにより試料Ｓの表面の画像データを取得する（ステップＳ１６）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて、高倍対物レンズ１５Ａを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させる。ＣＣＤカメラ１２は、高倍対物レンズ１５Ａを介して試料Ｓの表面を撮像して画像データを取得し、制御部６に出力する。

【0043】

次に、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、高倍対物レンズ１５Ａの中心位置と、の水平方向のずれ量を算出する（ステップＳ１７）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２から出力された試料Ｓの表面の画像データを解析し、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、高倍対物レンズ１５Ａの中心位置と、のＸ方向のずれ量及びＹ方向のずれ量（図示省略）を算出し、補正パラメータとして記憶部６３に記憶させる。この補正パラメータは、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、当該所定の位置に配置された高倍対物レンズ１５Ａの中心位置と、の水平方向におけるずれ量となる。

【0044】

なお、上記第１実施形態では、第１の圧子１４１Ａの中心位置を基準として、第２の圧子１４１Ｂの中心位置との水平方向におけるずれ量（ステップＳ１４）、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置との水平方向におけるずれ量（ステップＳ１５）、及び高倍対物レンズ１５Ａの中心位置との水平方向におけるずれ量（ステップＳ１７）、の順にずれ量を算出するようにしているが、ずれ量を算出する順序に特に制限はなく、いかなる順序で算出してもよい。
また、第２の圧子１４１Ｂの中心位置を基準として、第１の圧子１４１Ａの中心位置との水平方向におけるずれ量、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置との水平方向におけるずれ量、及び高倍対物レンズ１５Ａの中心位置との水平方向におけるずれ量を算出して記憶部６３に記憶させるようにしてもよい。

【0045】

次に、第１実施形態に係る硬さ試験機１００の硬さ試験処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、第２の圧子１４１Ｂを用いて硬さ試験を行う場合を例示して説明する。

【0046】

まず、低倍対物レンズ１５Ｂにより試料Ｓの表面の画像データを取得する（ステップＳ２１）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて、低倍対物レンズ１５Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させる。なお、ここでは、試料Ｓに対向する所定の位置に低倍対物レンズ１５Ｂを配置させるようにしているが、高倍対物レンズ１５Ａを配置させるようにしてもよい。ＣＣＤカメラ１２は、低倍対物レンズ１５Ｂを介して試料Ｓの表面を撮像して画像データを取得し、制御部６に出力する。

【0047】

次に、試料Ｓの表面の画像を、第１の圧子１４１Ａの中心位置を示すマーク及び第２の圧子１４１Ｂの中心位置を示すマークとともに、モニタ８に表示する（ステップＳ２２）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２から出力された試料Ｓの表面の画像データに基づいて、試料Ｓの表面の画像Ｇをモニタ８に表示させる（図１０参照）。このとき、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されている補正パラメータを参照して、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置を示すマークＭ１、及び試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第２の圧子１４１Ｂの中心位置を示すマークＭ２を、画像Ｇ上に表示させる。具体的には、ＣＰＵ６１は、第１の圧子１４１Ａの中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量を参照して、マークＭ１の表示位置を算出して表示させるとともに、第１の圧子１４１Ａの中心位置と、第２の圧子１４１Ｂの中心位置の中心位置と、の水平方向におけるずれ量を参照して、マークＭ２の表示位置を算出して表示させる。即ち、ＣＰＵ６１は、ターレット１６により対物レンズ１５が所定の位置に配置されている場合に、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、モニタ８に圧子１４１（第１の圧子１４１Ａ及び第２の圧子１４１Ｂ）の中心位置を示すマークＭ１、Ｍ２を表示させる表示制御手段として機能する。このように、各圧子１４１の中心位置を示すマークＭ１、Ｍ２を表示させることで、各圧子１４１によるくぼみ形成前にくぼみ形成予定位置をユーザに認識させることができる。
なお、第１実施形態では、モニタ８に圧子１４１（第１の圧子１４１Ａ及び第２の圧子１４１Ｂ）の中心位置を示すマークＭ１、Ｍ２を表示させるようにしているが、これに加えて、モニタ８画面の任意の位置に、第１の圧子１４１Ａの中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量、及び第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量を表示させることも可能である。ステップＳ２１で高倍対物レンズ１５Ａが選択された場合は、各圧子１４１（第１の圧子１４１Ａ及び第２の圧子１４１Ｂ）の中心位置と、高倍対物レンズ１５Ａの中心位置と、の水平方向におけるずれ量が表示されることとなる。

【0048】

次に、第２の圧子１４１Ｂの中心位置を示すマークＭ２の位置が、試料Ｓの試験位置と一致するように、ＸＹステージ３を水平方向に手動で移動する（ステップＳ２３）。具体的には、ユーザは、第２の圧子１４１Ｂの中心位置を示すマークＭ２の位置が、試料Ｓの試験位置、即ち、くぼみを形成したい位置と一致するように、ＸＹステージ３を水平方向に手動で移動させる（図１１参照）。

【0049】

次に、第２の圧子１４１Ｂにより試料Ｓの表面にくぼみを形成する（ステップＳ２４）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて、第２の圧子１４１Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させ、操作部７を操作してくぼみ付けの指示を入力する。ＣＰＵ６１は、上記入力操作に応じた操作信号を操作部７から受け付けると、負荷機構部（図示省略）を駆動することにより、第２の圧子１４１Ｂを下降させ、試料Ｓの表面にくぼみＸ３を形成させる（図１２参照）。

【0050】

次に、低倍対物レンズ１５Ｂにより試料Ｓの表面の画像データを取得する（ステップＳ２５）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて、低倍対物レンズ１５Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させる。なお、ここでは、試料Ｓに対向する所定の位置に低倍対物レンズ１５Ｂを配置させるようにしているが、高倍対物レンズ１５Ａを配置させるようにしてもよい。ＣＣＤカメラ１２は、低倍対物レンズ１５Ｂを介して試料Ｓの表面を撮像して画像データを取得し、制御部６に出力する。

【0051】

次に、ステップＳ２４で第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ３の中心位置が、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と一致するように、ＸＹステージ３を水平方向に手動で移動する（ステップＳ２６）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２から出力された試料Ｓの表面の画像データに基づいて、試料Ｓの表面の画像Ｇをモニタ８に表示させる（図１２参照）。ユーザは、モニタ８に表示された画像Ｇを参照して、くぼみＸ３の中心位置が、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と一致するように、ＸＹステージ３を水平方向に手動で移動させる。

【0052】

次に、試料Ｓの表面に形成されたくぼみＸ３に基づいて、試料Ｓの硬さ値を算出する（ステップＳ２７）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２から出力された試料Ｓの表面の画像データを解析し、試料Ｓの表面に形成されたくぼみＸ３の対角線長さを計測し、当該計測された対角線長さに基づいて試料Ｓの硬さ値を算出する。

【0053】

以上のように、第１実施形態に係る硬さ試験機１００によれば、試料台２を水平方向に移動させるＸＹステージ３と、対物レンズ１５を介して試料Ｓの表面を撮像するＣＣＤカメラ１２と、ＣＣＤカメラ１２により撮像された試料Ｓの表面の画像を表示するモニタ８と、圧子１４１又は対物レンズ１５を、試料Ｓに対向する所定の位置に選択的に配置可能なターレット１６と、所定の位置に配置された圧子１４１の中心位置と、所定の位置に配置された対物レンズ１５の中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶する記憶部６３と、ターレット１６により対物レンズ１５が所定の位置に配置されている場合に、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、モニタ８に圧子１４１の中心位置を示すマークＭ１、Ｍ２を表示させるＣＰＵ６１と、を備えるので、圧子１４１によるくぼみ形成前にくぼみ形成予定位置を認識することができることとなって、圧子１４１の中心位置と対物レンズ１５の中心位置とがずれている場合であっても、ユーザが所望する試験位置にくぼみを形成することができ、正確な硬さ試験を行うことができる。

【0054】

また、第１実施形態に係る硬さ試験機１００によれば、圧子１４１は、第１の圧子１４１Ａと、第２の圧子１４１Ｂと、を備え、記憶部６３は、所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、所定の位置に配置された第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶し、ＣＰＵ６１は、ターレット１６により対物レンズ１５が所定の位置に配置されている場合に、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、モニタ８に第１の圧子１４１Ａの中心位置及び第２の圧子１４１Ｂの中心位置を示すマークＭ１、Ｍ２を表示させるので、圧子１４１を２本備えている場合に圧子１４１同士の水平方向におけるずれや各圧子１４１と対物レンズ１５との水平方向におけるずれを補正することができることとなって、圧子１４１を２本備えている場合であっても、ユーザが所望する試験位置にくぼみを形成することができ、正確な硬さ試験を行うことができる。

【0055】

（第２実施形態）
第２実施形態に係る硬さ試験機２００は、自動式のＸＹステージ３Ａを備えた硬さ試験機であり、図１３及び図１４に示すように、試験機本体２０と、制御部６と、操作部７と、モニタ８等を備えている。なお、説明の簡略化のため、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

【0056】

試験機本体２０は、試料Ｓの硬さ測定を行う硬さ測定部１と、試料Ｓを載置する試料台２と、試料台２を移動させるＸＹステージ３Ａと、試料Ｓの表面に焦点を合わせるためのＡＦステージ４と、試料台２（ＸＹステージ３Ａ、ＡＦステージ４）を昇降する昇降機構部５Ａ等を備えている。

【0057】

ＸＹステージ３Ａは、制御部６が出力する制御信号に応じて駆動する駆動機構部（図示省略）により駆動され、試料台２を圧子１４１の移動方向（Ｚ軸方向）に垂直な方向（Ｘ軸，Ｙ軸方向）、即ち、水平方向に移動させる。即ち、ＸＹステージ３Ａは、試料台２を水平方向に移動させる試料台水平移動手段として機能する。
ＡＦステージ４は、制御部６が出力する制御信号に応じて駆動され、ＣＣＤカメラ１２が撮像した画像データに基づき試料台２を微細に昇降させ、試料Ｓの表面に焦点を合わせる。
昇降機構部５Ａは、制御部６が出力する制御信号に応じて駆動され、試料台２（ＸＹステージ３Ａ、ＡＦステージ４）をＺ軸方向、即ち、上下方向に昇降させることで、試料台２と対物レンズ１５との間の相対距離を変化させる。
即ち、ＡＦステージ４及び昇降機構部５Ａは、試料台２を上下方向に昇降させる試料台昇降手段として機能する。

【0058】

次に、第２実施形態に係る硬さ試験機２００の動作について説明する。
なお、硬さ試験機２００の補正パラメータ取得処理については、第１実施形態に係る硬さ試験機１００と同様の処理であるので説明を省略し、硬さ試験機２００の硬さ試験処理について、図１６のフローチャートを参照して説明する。ここでは、硬さ試験機１００の硬さ試験処理と同様、第２の圧子１４１Ｂを用いて硬さ試験を行う場合を例示して説明する。また、処理前の段階で、試料Ｓに対向する所定の位置には、第１の圧子１４１Ａが配置されているものとする。

【0059】

まず、第２の圧子１４１Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置する（ステップＳ３１）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて、第２の圧子１４１Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させる。

【0060】

次に、補正パラメータを参照して、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ２の中心位置と、の水平方向のずれ量を読み出す（ステップＳ３２）。具体的には、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されている補正パラメータを参照して、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ２の中心位置と、のＸ方向のずれ量Ａ１及びＹ方向のずれ量Ａ２を読み出す。即ち、ターレット１６回転前に所定の位置に配置されていた第１の圧子１４１Ａの中心位置と、ターレット１６回転後に所定の位置に配置された第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、のＸＹ方向、即ち、水平方向のずれ量を読み出す。

【0061】

次に、ＸＹステージ３Ａを、ステップＳ３２で読み出された水平方向のずれ量の分だけ水平方向に自動で移動する（ステップＳ３３）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＸＹステージ３Ａを、読み出されたＸ方向のずれ量Ａ１及びＹ方向のずれ量Ａ２の分だけ水平方向に自動で移動させる。この動作により、第１の圧子１４１Ａの中心位置と、第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、の水平方向のずれが補正される。
即ち、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、ターレット１６により所定の位置に配置された第２の圧子１４１Ｂの中心位置と対応する位置に、ＸＹステージ３Ａを移動させる試料台移動制御手段として機能する。

【0062】

次に、第２の圧子１４１Ｂにより試料Ｓの表面にくぼみを形成する（ステップＳ３４）。具体的には、ユーザは、操作部７を操作してくぼみ付けの指示を入力する。ＣＰＵ６１は、上記入力操作に応じた操作信号を操作部７から受け付けると、負荷機構部（図示省略）を駆動することにより、第２の圧子１４１Ｂを下降させ、試料Ｓの表面にくぼみを形成させる。

【0063】

次に、低倍対物レンズ１５Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置する（ステップＳ３５）。具体的には、ユーザは、ターレット１６を回転させて、低倍対物レンズ１５Ｂを試料Ｓに対向する所定の位置に配置させる。なお、ここでは、試料Ｓに対向する所定の位置に低倍対物レンズ１５Ｂを配置させるようにしているが、高倍対物レンズ１５Ａを配置させるようにしてもよい。

【0064】

次に、補正パラメータを参照して、第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ２の中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向のずれ量を算出する（ステップＳ３６）。具体的には、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されている補正パラメータを参照して、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、のＸ方向のずれ量Ｂ１及びＹ方向のずれ量Ｂ２を読み出す。そして、ステップＳ３２で先に読み出された第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ２の中心位置と、のＸ方向のずれ量Ａ１及びＹ方向のずれ量Ａ２を合わせて参照することで、ターレット１６回転前に所定の位置に配置されていた第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、ターレット１６回転後に所定の位置に配置された低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、のＸＹ方向、即ち、水平方向のずれ量を、第１の圧子１４１Ａの中心位置を介して算出する。

【0065】

次に、ＸＹステージ３Ａを、ステップＳ３６で算出された水平方向のずれ量の分だけ水平方向に自動で移動する（ステップＳ３７）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＸＹステージ３Ａを、第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向のずれ量の分だけ水平方向に自動で移動させる。この動作により、第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの中心位置と、の水平方向のずれが補正される。
即ち、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、ターレット１６により所定の位置に配置された対物レンズ１５（低倍対物レンズ１５Ｂ）の中心位置と対応する位置に、ＸＹステージ３Ａを移動させる試料台移動制御手段として機能する。

【0066】

次に、低倍対物レンズ１５Ｂにより試料Ｓの表面の画像データを取得する（ステップＳ３８）。具体的には、ＣＣＤカメラ１２は、低倍対物レンズ１５Ｂを介して試料Ｓの表面を撮像して画像データを取得し、制御部６に出力する。

【0067】

次に、ステップＳ３４で試料Ｓの表面に形成されたくぼみに基づいて、試料Ｓの硬さ値を算出する。（ステップＳ３９）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２から出力された試料Ｓの表面の画像データを解析し、試料Ｓの表面に形成されたくぼみの対角線長さを計測し、当該計測された対角線長さに基づいて試料Ｓの硬さ値を算出する。

【0068】

以上のように、第２実施形態に係る硬さ試験機２００によれば、試料台２を水平方向に移動させるＸＹステージ３Ａと、対物レンズ１５を介して試料Ｓの表面を撮像するＣＣＤカメラ１２と、圧子１４１又は対物レンズ１５を、試料Ｓに対向する所定の位置に選択的に配置可能なターレット１６と、所定の位置に配置された圧子１４１の中心位置と、所定の位置に配置された対物レンズ１５の中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶する記憶部６３と、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、ターレット１６により所定の位置に配置された圧子１４１又は対物レンズ１５の中心位置と対応する位置に、ＸＹステージ３Ａを移動させるＣＰＵ６１と、を備えるので、圧子１４１によるくぼみ形成時に自動的に当該圧子１４１の中心位置と対応する位置にＸＹステージ３Ａが移動することとなって、圧子１４１の中心位置と対物レンズ１５の中心位置とがずれている場合であっても、ユーザが所望する試験位置にくぼみを形成することができ、正確な硬さ試験を行うことができる。

【0069】

また、第２実施形態に係る硬さ試験機２００によれば、圧子１４１は、第１の圧子１４１Ａと、第２の圧子１４１Ｂと、を備え、記憶部６３は、所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａの中心位置と、所定の位置に配置された第２の圧子１４１Ｂの中心位置と、の水平方向におけるずれ量を記憶し、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、ターレット１６により所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａ、第２の圧子１４１Ｂ、又は対物レンズ１５の中心位置と対応する位置に、ＸＹステージ３Ａを移動させるので、圧子１４１を２本備えている場合に圧子１４１同士の水平方向におけるずれや各圧子１４１と対物レンズ１５との水平方向におけるずれを補正することができることとなって、圧子１４１を２本備えている場合であっても、ユーザが所望する試験位置にくぼみを形成することができ、正確な硬さ試験を行うことができる。

【0070】

（変形例１）
上記第２実施形態に係る硬さ試験機２００では、ターレット１６回転前に所定の位置に配置されていた圧子１４１又は対物レンズ１５の中心位置と、ターレット１６回転後に所定の位置に配置された圧子１４１又は対物レンズ１５の中心位置と、のＸＹ方向、即ち、水平方向のずれのみを補正するようにしているが、Ｚ方向、即ち、上下方向のずれを補正することも可能である。

【0071】

即ち、変形例１に係る硬さ試験機２００では、補正パラメータ取得処理において、第１の圧子１４１Ａ又は第２の圧子１４１Ｂによりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置（高さ）を基準位置として、各対物レンズ１５の焦点が合っているときの試料台２の位置（高さ）との上下方向のずれ量を算出し、硬さ試験処理において、当該上下方向のずれ量に基づいて試料台２の位置を昇降させることで、上下方向のずれを補正することができる。

【0072】

具体的には、まず、補正パラメータ取得処理の前に、第１の圧子１４１Ａ又は第２の圧子１４１Ｂによりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置を、基準位置として予め記憶部６３に記憶させておく。

【0073】

そして、補正パラメータ取得処理のステップＳ１３（図５参照）において、ユーザにより低倍対物レンズ１５Ｂが試料Ｓに対向する所定の位置に配置されたときに、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２によって得られる試料Ｓの表面の画像データに基づいて、ＡＦステージ４を昇降させ、試料Ｓの表面に対する自動合焦を行う。
次に、ＣＰＵ６１は、自動合焦機能により焦点が合わせられたときの試料台２の位置を算出し、記憶部６３に記憶されている基準位置との上下方向のずれ量を算出して、補正パラメータとして記憶部６３に記憶させる。この補正パラメータは、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａ又は第２の圧子１４１Ｂによりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置と、当該所定の位置に配置された低倍対物レンズ１５Ｂの焦点が合っているときの試料台２の位置と、の上下方向におけるずれ量となる。
なお、上記の自動合焦及び上下方向におけるずれ量の取得は、補正パラメータ取得処理のステップＳ１３の処理が行われてからステップＳ１６に移行する前までの間であれば、いずれのタイミングで行われてもよい。

【0074】

次に、補正パラメータ取得処理のステップＳ１６において、ユーザにより高倍対物レンズ１５Ａが試料Ｓに対向する所定の位置に配置されたときに、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２によって得られる試料Ｓの表面の画像データに基づいて、ＡＦステージ４を昇降させ、試料Ｓの表面に対する自動合焦を行う。
次に、ＣＰＵ６１は、自動合焦機能により焦点が合わせられたときの試料台２の位置を算出し、記憶部６３に記憶されている基準位置との上下方向のずれ量を算出して、補正パラメータとして記憶部６３に記憶させる。この補正パラメータは、試料Ｓに対向する所定の位置に配置された第１の圧子１４１Ａ又は第２の圧子１４１Ｂによりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置と、当該所定の位置に配置された高倍対物レンズ１５Ａの焦点が合っているときの試料台２の位置と、の上下方向におけるずれ量となる。
なお、上記の自動合焦及び上下方向におけるずれ量の取得は、補正パラメータ取得処理のステップＳ１６の処理が行われてから当該補正パラメータ取得処理が終了する前までの間であれば、いずれのタイミングで行われてもよい。

【0075】

なお、上記変形例１では、補正パラメータ取得処理の順序に合わせて、低倍対物レンズ１５Ｂの焦点が合っているときの試料台２の位置との上下方向におけるずれ量、高倍対物レンズ１５Ａの焦点が合っているときの試料台２の位置との上下方向におけるずれ量、の順にずれ量が算出されるようになっているが、補正パラメータ取得処理において、高倍対物レンズ１５Ａ、低倍対物レンズ１５Ｂの順に水平方向のずれ量が算出される場合は、上下方向におけるずれ量も高倍対物レンズ１５Ａ、低倍対物レンズ１５Ｂの順に算出されることとなる。

【0076】

そして、硬さ試験処理のステップＳ３６（図１６参照）において、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されている補正パラメータを参照して、ターレット１６回転前に所定の位置に配置されていた第２の圧子１４１Ｂによりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置と、ターレット１６回転後に所定の位置に配置された低倍対物レンズ１５Ｂの焦点が合っているときの試料台２の位置と、のＺ方向、即ち、上下方向のずれを読み出す。

【0077】

次に、硬さ試験処理のステップＳ３７において、ＣＰＵ６１は、ＡＦステージ４及び昇降機構部５を、第２の圧子１４１Ｂによりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの焦点が合っているときの試料台２の位置と、の上下方向のずれ量の分だけ上下方向に昇降させる。この動作により、第２の圧子１４１Ｂによりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置と、低倍対物レンズ１５Ｂの焦点が合っているときの試料台２の位置と、の上下方向のずれが補正される。
即ち、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、ターレット１６により所定の位置に配置された対物レンズ１５（低倍対物レンズ１５Ｂ）の焦点が合っているときの位置に試料台２が位置するように、ＡＦステージ４及び昇降機構部５を昇降させる試料台移動制御手段として機能する。

【0078】

以上のように、第２実施形態の変形例１に係る硬さ試験機２００によれば、試料台２を上下方向に昇降させるＡＦステージ４及び昇降機構部５を備え、記憶部６３は、所定の位置に配置された圧子１４１によりくぼみ付けが行われるときの試料台２の位置と、所定の位置に配置された対物レンズ１５の焦点が合っているときの試料台２の位置と、の上下方向におけるずれ量を記憶し、ＣＰＵ６１は、記憶部６３に記憶されているずれ量に基づいて、ターレット１６により所定の位置に配置された対物レンズ１５の焦点が合っているときの位置に試料台２が位置するように、ＡＦステージ４及び昇降機構部５を昇降させるので、圧子や対物レンズを交換したときなどに生じた機差による上下方向のずれを補正することができることとなって、ユーザによる調整作業の負担を軽減することができる。

【0079】

（変形例２）
上記第２実施形態に係る硬さ試験機２００では、補正パラメータ取得処理の際に、対物レンズ１５を所定の位置に配置して第１の圧子１４１Ａ及び第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみを観察し、補正パラメータを算出するようにしているが、特に、高倍対物レンズ１５Ａを所定の位置に配置してくぼみを観察する場合に、低倍対物レンズ１５Ｂと比べて視野が狭いことから、取得された画像中にくぼみを見つけることができないことがある。
変形例２に係る硬さ試験機２００は、上記のような場合でも、簡単に補正パラメータを取得できるものである。

【0080】

具体的には、変形例２に係る硬さ試験機２００では、補正パラメータ取得処理のステップＳ１７（図５参照）において、ＣＰＵ６１は、高倍対物レンズ１５Ａを介してＣＣＤカメラ１２により撮像された試料Ｓの表面の画像（図１７のＥ５）を解析し、当該画像Ｅ５中に第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみが存在するか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ６１は、くぼみ判定手段として機能する。

【0081】

上記判定の結果、画像Ｅ５中にくぼみが存在しないと判定した場合、ＣＰＵ６１は、現在位置を中心としてＸＹ方向、即ち、水平方向に一回の撮像により撮像可能な範囲分ずつＸＹステージ３Ａを移動させながらＣＣＤカメラ１２により計９枚の画像Ｅ１〜Ｅ９を撮像させ、当該撮像された９枚の画像を１枚の画像に合成する（図１７参照）。即ち、ＣＰＵ６１は、画像合成手段として機能する。なお、合成する画像数は９枚に限定されるものではなく、任意の枚数の画像を合成することができる。

【0082】

なお、具体的な画像の合成方法については、従来公知の技術や、本出願人による特開平８−３１３２１７において提案されている技術を用いることができるため、詳細な説明は省略する。

【0083】

次に、ＣＰＵ６１は、合成された画像を解析し、第１の圧子１４１Ａにより形成されたくぼみＸ１の中心位置と、高倍対物レンズ１５Ａの中心位置と、のＸ方向のずれ量Ｃ１及びＹ方向のずれ量Ｃ２（図１７参照）を算出し、補正パラメータとして記憶部６３に記憶させる。なお、第２の圧子１４１Ｂにより形成されたくぼみＸ２の中心位置と、高倍対物レンズ１５Ａの中心位置と、のＸ方向のずれ量及びＹ方向のずれ量を算出するようにしてもよい。

【0084】

以上のように、第２実施形態の変形例２に係る硬さ試験機２００によれば、対物レンズ１５は、高倍対物レンズ１５Ａと、高倍対物レンズ１５Ａよりも倍率の低い低倍対物レンズ１５Ｂと、を備え、高倍対物レンズ１５Ａを介してＣＣＤカメラ１２により撮像された試料Ｓの表面の画像を解析し、当該画像中に圧子１４１により形成されたくぼみが存在するか否かを判定するくぼみ判定手段（ＣＰＵ６１）と、くぼみ判定手段によりくぼみが存在しないと判定された場合に、現在位置を中心として水平方向に一回の撮像により撮像可能な範囲分ずつＸＹステージ３を移動させながらＣＣＤカメラ１２により任意の枚数の画像を撮像させ、当該撮像された任意の枚数の画像を１枚の画像に合成する画像合成手段（ＣＰＵ６１）と、を備えるので、くぼみが形成された位置が視野外であっても容易に補正パラメータを取得することができることとなって、補正パラメータ取得処理を効率的に行うことができる。
なお、変形例２については、変形例１と組み合わせることも可能である。

【0085】

以上、本発明に係る実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

【0086】

例えば、上記実施形態では、圧子軸１４（圧子１４１）及び対物レンズ１５を２本ずつ備える構成を例示して説明しているが、これに限定されるものではなく、少なくとも圧子軸１４（圧子１４１）及び対物レンズ１５を１本ずつ備える構成であれば、いかなる本数であってもよい。例えば、圧子軸１４（圧子１４１）を１本、対物レンズ１５を３本備える構成であってもよい。

【0087】

その他、硬さ試験機１００、２００を構成する各装置の細部構成及び細部動作に関しても、本発明の趣旨を逸脱することのない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0088】

１００、２００ 硬さ試験機
１０、２０ 試験機本体
１ 硬さ測定部
１１ 照明装置
１２ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
１４ 圧子軸
１４Ａ 第１の圧子軸
１４Ｂ 第２の圧子軸
１４１ 圧子
１４１Ａ 第１の圧子
１４１Ｂ 第２の圧子
１５ 対物レンズ
１５Ａ 高倍対物レンズ（第１の対物レンズ）
１５Ｂ 低倍対物レンズ（第２の対物レンズ）
１６ ターレット（切替手段）
１７ フレームグラバ
２ 試料台
３、３Ａ ＸＹステージ（試料台水平移動手段）
４ ＡＦステージ（試料台昇降手段）
５、５Ａ 昇降機構部（試料台昇降手段）
６ 制御部
６１ ＣＰＵ（表示制御手段、試料台移動制御手段、くぼみ判定手段、画像合成手段）
６２ ＲＡＭ
６３ 記憶部（記憶手段）
７ 操作部
８ モニタ（表示手段）
Ｓ 試料
Ｘ１〜Ｘ３ くぼみ
Ｍ１、Ｍ２ マーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】