特許 6016620 硬さ試験機、及び硬さ試験方法

(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】6016620

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】硬さ試験機、及び硬さ試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/42 20060101AFI20161013BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/42 C

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-281955(P2012-281955)

(22)【出願日】2012年12月26日

(65)【公開番号】特開2014-126417(P2014-126417A)

(43)【公開日】2014年7月7日

【審査請求日】2015年11月18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】有我 幸三

(72)【発明者】

【氏名】川添 勝

【審査官】 福田 裕司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１６６９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００４／００９６０９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−３１９２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−１９３０４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１４６７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−００４６１３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ３／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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、
前記試料の形状を特定可能な試料形状データを取得するデータ取得手段と、
撮像手段を制御して前記試料の表面を撮像させ、当該試料の画像データを取得させる撮像制御手段と、
前記データ取得手段により取得された試料形状データと、前記撮像手段により取得された試料の画像データと、を対応付けるマッチング手段と、
前記マッチング手段により前記試料形状データと前記試料の画像データとが対応付けられた後、前記試料形状データ上に設定されている試験位置に前記圧子により前記くぼみを形成させるくぼみ付け手段と、
前記くぼみ付け手段により前記くぼみが形成された後、前記撮像手段により撮像された当該くぼみに基づいて前記試料の硬さ値を算出する硬さ値算出手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。

【請求項2】

前記撮像手段により取得された試料の画像データに基づいて、前記試料の表面の画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に備え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】

前記表示制御手段は、前記撮像手段により撮像されたくぼみ及び前記硬さ値算出手段により算出された前記試料の硬さ値に基づいて、試験結果を前記表示手段に更に表示させることを特徴とする請求項２に記載の硬さ試験機。

【請求項4】

前記データ取得手段により取得された試料形状データ上に、前記試験位置を設定する試験位置設定手段を更に備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の硬さ試験機。

【請求項5】

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の硬さ試験方法において、
前記試料の形状を特定可能な試料形状データを取得するデータ取得工程と、
撮像手段を制御して前記試料の表面を撮像させ、当該試料の画像データを取得させる撮像工程と、
前記データ取得工程で取得された試料形状データと、前記撮像工程で取得された試料の画像データと、を対応付けるマッチング工程と、
前記マッチング工程で前記試料形状データと前記試料の画像データとが対応付けられた後、前記試料形状データ上に設定されている試験位置に前記圧子により前記くぼみを形成させるくぼみ付け工程と、
前記くぼみ付け工程で前記くぼみが形成された後、前記撮像手段により撮像された当該くぼみに基づいて前記試料の硬さ値を算出する硬さ値算出工程と、
を含む硬さ試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、硬さ試験機、及び硬さ試験方法に関する。

【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さ値を測定する押し込み式の硬さ試験法がよく知られており、金属材料の機械的性質の評価に多く用いられている。

【0003】

従来の硬さ試験機では、例えば、熱処理の硬化層深さ評価等のように、複数点の硬さ試験を行う場合がある（例えば、特許文献１参照）。この場合、まず、試料の部分画像を複数枚取得する。次に、取得した複数枚の部分画像をつなぎ合わせた画像上で、又はつなぎ合わせた画像を画像処理して輪郭を抽出することにより得られた試料の形状を示す画像上で、複数のくぼみ付け位置を決定することで、複数点の自動硬さ試験が実施されている。

【0004】

硬さ試験におけるくぼみの計測は、高倍率の顕微鏡を用いて行われるため、くぼみ付け位置を決定するプロセスにおいては視野が狭くなるという問題がある。従って、何らかの形で試料の広範囲画像を取得することにより、ユーザが試料の全体像を把握できるようにする必要がある。
ここで、硬化層深さ評価等の試験では、通常、熱処理対象の試料の何処の硬さを知りたいかについて、ユーザの想定、具体的には、試料の寸法を示すＣＡＤデータや硬さ試験を行う試験位置を示す計画図が存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４２６１４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の硬さ試験機には、ＣＡＤデータや計画図を取り込む手段が存在しないため、試料のカメラ画像からの情報を利用して試験位置のプログラミングが行われていた。従って、上記従来のプログラミング方法では、試料の広範囲画像を取得する必要があるなど、プログラミングの容易性を実現することができなかった。即ち、従来の硬さ試験機では、ユーザが予め作成したデータを有効に活用することができず、硬さ試験を効率的に行うことができなかった。

【0007】

本発明は、硬さ試験を効率的に行うことが可能な硬さ試験機、及び硬さ試験方法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】

【0008】

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、
前記試料の形状を特定可能な試料形状データを取得するデータ取得手段と、
撮像手段を制御して前記試料の表面を撮像させ、当該試料の画像データを取得させる撮像制御手段と、
前記データ取得手段により取得された試料形状データと、前記撮像手段により取得された試料の画像データと、を対応付けるマッチング手段と、
前記マッチング手段により前記試料形状データと前記試料の画像データとが対応付けられた後、前記試料形状データ上に設定されている試験位置に前記圧子により前記くぼみを形成させるくぼみ付け手段と、
前記くぼみ付け手段により前記くぼみが形成された後、前記撮像手段により撮像された当該くぼみに基づいて前記試料の硬さ値を算出する硬さ値算出手段と、
を備えることを特徴とする。

【0009】

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、
前記撮像手段により取得された試料の画像データに基づいて、前記試料の表面の画像を表示手段に表示させる表示制御手段を更に備えることを特徴とする。

【0010】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の硬さ試験機において、
前記表示制御手段は、前記撮像手段により撮像されたくぼみ及び前記硬さ値算出手段により算出された前記試料の硬さ値に基づいて、試験結果を前記表示手段に更に表示させることを特徴とする。

【0011】

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の硬さ試験機において、
前記データ取得手段により取得された試料形状データ上に、前記試験位置を設定する試験位置設定手段を更に備えることを特徴とする。

【0012】

請求項５に記載の発明は、
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の硬さ試験方法において、
前記試料の形状を特定可能な試料形状データを取得するデータ取得工程と、
撮像手段を制御して前記試料の表面を撮像させ、当該試料の画像データを取得させる撮像工程と、
前記データ取得工程で取得された試料形状データと、前記撮像工程で取得された試料の画像データと、を対応付けるマッチング工程と、
前記マッチング工程で前記試料形状データと前記試料の画像データとが対応付けられた後、前記試料形状データ上に設定されている試験位置に前記圧子により前記くぼみを形成させるくぼみ付け工程と、
前記くぼみ付け工程で前記くぼみが形成された後、前記撮像手段により撮像された当該くぼみに基づいて前記試料の硬さ値を算出する硬さ値算出工程と、
を含む硬さ試験方法である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、試験前に予め作成されている試料形状データを有効に活用することができるので、硬さ試験を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る硬さ試験機の全体構成を示す斜視図である。

【図2】本発明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】本発明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】本発明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】本発明に係る硬さ試験機の動作を示すフローチャートである。

【図6】試料の試料形状データの一例を示す図である。

【図7】モニターに表示される試料の表面の画像の一例を示す図である。

【図8】試料形状データとマッチングされた後の試料の表面の画像の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、図１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。

【0016】

硬さ試験機１００は、例えば、圧子１４ａ（図３参照）の平面形状が矩形状に形成されたビッカース硬さ試験機である。硬さ試験機１００は、図１〜図４に示すように、試験機本体１０と、制御部６と、操作部７と、モニター８と、データ取得部９と、を備えて構成されている。

【0017】

試験機本体１０は、図２に示すように、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３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３、ＡＦステージ４）を昇降する昇降機構部５と、を備えて構成されている。

【0018】

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１４ａを備える圧子軸１４と対物レンズ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と、を備えて構成されている。

【0019】

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る。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、及び対物レンズ１５を介して試料Ｓの表面に到達する。

【0020】

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１４ａ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する。そして、ＣＣＤカメラ１２は、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ー１７を介して、当該取得した画像データを制御部６に出力する。
即ち、ＣＣＤカメラ１２は、本発明の撮像手段として機能する。

【0021】

圧子軸１４は、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に向けて移動され、先端部に備えた圧子１４ａを試料Ｓの表面に所定の試験力で押し付ける。本実施形態では、圧子１４ａとして、ビッカース用の四角錐圧子（対面角が１３６±０．５°）を使用する。

【0022】

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って、ターレット１６の下面に複数保持されている。対物レンズ１５は、ターレット１６の回転により試料Ｓの上方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。

【0023】

ターレット１６は、下面に圧子軸１４と複数の対物レンズ１５を取り付け可能に構成される。ターレット１６は、Ｚ軸方向を中心に回転することにより、圧子軸１４及び複数の対物レンズ１５の中の何れか一つを試料Ｓの上方に配置可能なように構成されている。即ち、圧子軸１４を試料Ｓの上方に配置することで試料Ｓの表面にくぼみを形成することができ、対物レンズ１５を試料Ｓの上方に配置することで形成されたくぼみを観察することができるようになっている。

【0024】

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、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１４ａの移動方向（Ｚ方向）に垂直な方向（Ｘ，Ｙ方向）に移動させる。
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を微細に昇降させることで、試料Ｓの表面に焦点を合わせる。
昇降機構部５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３、ＡＦステージ４）をＺ方向に移動させることで、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。

【0025】

操作部７は、キーボード７１と、マウス７２と、を備えて構成され、硬さ試験を行う際のユーザによる入力操作を受け付ける。そして、操作部７は、ユーザによる所定の入力操作を受け付けると、その入力操作に応じた所定の操作信号を生成して、制御部６へと出力する。
具体的には、操作部７は、ユーザが、くぼみの合焦位置を決定する条件を選択する操作を受け付ける。
また、操作部７は、ユーザが、試料台２（昇降機構部５及びＡＦステージ４）の移動する範囲（試料台２と対物レンズ１５との間の相対距離の範囲）を指定する操作を受け付ける。
また、操作部７は、ユーザが、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する操作を受け付ける。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１４ａ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。
また、操作部７は、ユーザが、くぼみの合焦位置の決定を手動で行う手動モード又は自動で行う自動モードの何れかを選択する操作を受け付ける。
また、操作部７は、ユーザが、硬さ試験を実施する際の試験位置をプログラミングする操作を受け付ける。

【0026】

モニター８は、例えば、ＬＣＤなどの表示装置により構成されている。モニター８は、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、及び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。
即ち、モニター８は、本発明の表示手段として機能する。

【0027】

データ取得部９は、外部機器と各種データ（例えば映像信号や音声信号等）の送受信を行うインターフェースであり、例えば、ＵＳＢ、ＨＤＭＩ、ブルートゥース、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ等である。データ取得部９では、例えば、試料Ｓの形状を特定可能な試料形状データが取得される。試料形状データは、例えば、ＣＡＤ（Computer Aided Design）を利用して作成されたベクターデータ又はビットマップデータである。試料形状データは、例えば、データ取得部９に着脱自在に装着されるＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk ROM）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc ROM）等の磁気的、光学的記録媒体や、無線通信等を介して接続されるサーバ装置から取得される。
即ち、データ取得部は、本発明のデータ取得手段として機能する。

【0028】

制御部６は、図４に示すように、ＣＰＵ６１と、ＲＡＭ６２と、記憶部６３と、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。

【0029】

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。
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。
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、データ取得部９で取得された試料形状データを記憶する。

【0030】

次に、本実施形態に係る硬さ試験機１００の動作について、図５のフローチャートを参照して説明する。
まず、試料形状データＤ１を取得する（ステップＳ１：データ取得工程）。具体的には、ＣＰＵ６１は、データ取得部９を制御して、硬さ試験の対象となる試料Ｓの試料形状データＤ１を取得させる。ステップＳ１で取得される試料形状データＤ１は、試料Ｓ全体の輪郭を含む形状データであり、試料Ｓの内外を判定できるようになっている。なお、本実施形態では、図６に示すように、試料形状データＤ１上に、ユーザにより予め試験位置Ｐ、…がプログラミングされているものとする。

【0031】

次に、試料Ｓの画像データＤ２を取得する（ステップＳ２：撮像工程）。具体的には、まず、ＣＰＵ６１は、ターレット１６の回転により対物レンズ１５が試料Ｓの上方に配置された状態で、試料Ｓの表面の所定領域が対物レンズ１５の真下に位置するようにＸＹステージ３を移動させる。そして、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２により撮像された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。そして、ＣＰＵ６１は、試料Ｓの表面に対する自動合焦が行われた状態において、ＣＣＤカメラ１２により試料Ｓの表面を撮像させて試料Ｓの画像データＤ２を取得させる。そして、ＣＰＵ６１は、取得された試料Ｓの画像データＤ２に基づいて、試料Ｓの表面の画像Ｇをモニター８に表示させる（図７参照）。
即ち、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２を制御して試料Ｓの表面を撮像させ、当該試料Ｓの画像データＤ２を取得させる本発明の撮像制御手段として機能する。
また、ＣＰＵ６１は、ＣＣＤカメラ１２により取得された試料Ｓの画像データＤ２に基づいて、試料Ｓの表面の画像Ｇをモニター８に表示させる本発明の表示制御手段として機能する。

【0032】

次に、試料形状データＤ１と試料Ｓの画像データＤ２とのマッチング処理を行う（ステップＳ３：マッチング工程）。具体的には、ＣＰＵ６１は、ステップＳ１で取得された試料形状データＤ１と、ステップＳ２で取得された試料Ｓの画像データＤ２と、を対応付けるためのマッチング処理を行う。本実施形態では、試料Ｓの画像データＤ２は、対物レンズ１５の視野の関係上、図７に示すように、その一部のみが取得される。従って、この取得された一部の画像データと試料形状データＤ１に含まれる試料Ｓの輪郭とを比較して、Ｘ、Ｙ方向のずれや回転方向のずれを適宜補正することにより、マッチング処理を行う。これにより、図８に示すように、モニター８において、試料形状データＤ１上に設定されている試験位置が試料Ｓの画像データＤ２に基づく画像Ｇ上に重ねて表示される。
即ち、ＣＰＵ６１は、データ取得部９により取得された試料形状データＤ１と、ＣＣＤカメラ１２により取得された試料Ｓの画像データＤ２と、を対応付ける本発明のマッチング手段として機能する。
なお、このマッチング処理により、試料形状データＤ１を参照することができるようになるため、試料Ｓの一部のみならず、試料Ｓ全体の試験位置を把握することができるようになる。従って、試料Ｓ全体の画像データを取得することなく、試料Ｓ全体に対して硬さ試験を行うことが可能となる。

【0033】

次に、試料形状データＤ１上に設定されている試験位置Ｐ、…に、圧子１４ａによるくぼみ付けを行う（ステップＳ４：くぼみ付け工程）。具体的には、まず、ＣＰＵ６１は、試料形状データＤ１上の試験位置を参照して、圧子１４ａと対向する位置に所定の試験位置（初回は試験開始点）が配されるように試料Ｓ（試料台２）を移動させる。そして、ＣＰＵ６１は、当該試験位置に対して圧子１４ａによりくぼみを形成させる。
即ち、ＣＰＵ６１は、ステップＳ３で試料形状データＤ１と試料Ｓの画像データＤ２とが対応付けられた後、試料形状データＤ１上に設定されている試験位置Ｐ、…に圧子１４ａによりくぼみを形成させる本発明のくぼみ付け手段として機能する。

【0034】

次に、試料Ｓの硬さ値を算出する（ステップＳ５：硬さ値算出工程）。具体的には、まず、ＣＰＵ６１は、ターレット１６の回転により対物レンズ１５が試料Ｓの上方に配置された状態で、ＣＣＤカメラ１２により試料Ｓの表面を撮像させて画像データを取得させる。そして、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する。そして、ＣＰＵ６１は、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。
即ち、ＣＰＵ６１は、ステップＳ４でくぼみが形成された後、ＣＣＤカメラ１２により撮像された当該くぼみに基づいて試料Ｓの硬さ値を算出する本発明の硬さ値算出手段として機能する。

【0035】

以上のように、本実施形態に係る硬さ試験機１００は、試料Ｓの形状を特定可能な試料形状データＤ１を取得するデータ取得部９と、ＣＣＤカメラ１２を制御して試料Ｓの表面を撮像させ、当該試料Ｓの画像データＤ２を取得させる撮像制御手段（ＣＰＵ６１）と、データ取得部９により取得された試料形状データＤ１と、ＣＣＤカメラ１２により取得された試料Ｓの画像データＤ２と、を対応付けるマッチング手段（ＣＰＵ６１）と、マッチング手段により試料形状データＤ１と試料Ｓの画像データＤ２とが対応付けられた後、試料形状データＤ１上に設定されている試験位置Ｐ、…に圧子１４ａによりくぼみを形成させるくぼみ付け手段（ＣＰＵ６１）と、くぼみ付け手段によりくぼみが形成された後、ＣＣＤカメラ１２により撮像された当該くぼみに基づいて試料Ｓの硬さ値を算出する硬さ値算出手段（ＣＰＵ６１）と、を備える。
従って、本実施形態に係る硬さ試験機１００によれば、試料Ｓの形状を特定可能な試料形状データＤ１を取得して利用することができるので、試験前に予め作成されている試料形状データＤ１を有効に活用することができることとなって、硬さ試験を効率的に行うことができる。

【0036】

また、本実施形態に係る硬さ試験機１００によれば、試料Ｓの形状を特定可能な試料形状データＤ１を取得して利用することができるので、試料Ｓの内外を自動判定することができることとなって、試料Ｓの範囲を超える位置での硬さ試験の実施を防止することができる。

【0037】

また、本実施形態に係る硬さ試験機１００によれば、ユーザにより予め試験位置Ｐ、…がプログラミングされた試料形状データＤ１を取り込んで、当該試料形状データＤ１上に設定されている試験位置Ｐ、…にくぼみを形成させることができるので、硬さ試験の段取りを軽減させることができることとなって、硬さ試験をより効率的に行うことができる。

【0038】

また、本実施形態に係る硬さ試験機１００によれば、ＣＣＤカメラ１２により取得された試料Ｓの画像データＤ２に基づいて、試料Ｓの表面の画像Ｇをモニター８に表示させる表示制御手段（ＣＰＵ６１）を更に備えるので、マッチング処理後の画像Ｇ等を表示させることができることとなって、画像Ｇ上に重ねて表示された試験位置Ｐ、…をユーザに視認させることができる。

【0039】

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。

【0040】

例えば、上記実施形態では、図５のステップＳ１で試料形状データＤ１を取得した後に、ステップＳ２で試料Ｓの画像データＤ２を取得するようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１で試料Ｓの画像データＤ２を取得した後に、ステップＳ２で試料形状データＤ１を取得するようにしてもよい。

【0041】

また、上記実施形態では、試料形状データＤ１上に、ユーザにより予め試験位置Ｐ、…がプログラミングされているようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、図５のステップＳ１で試験位置Ｐ、…がプログラミングされていない試料形状データＤ１を取得した後に、当該試料形状データＤ１をモニター８に表示させ、操作部７を介して当該試料形状データＤ１に対して試験位置Ｐ、…をプログラミングするようにしてもよい。この場合、操作部７は、データ取得部９により取得された試料形状データＤ１上に、試験位置Ｐ、…を設定する本発明の試験位置設定手段として機能する。
試料形状データＤ１に対して試験位置Ｐ、…をプログラミングすることにより、従来のように試料Ｓの画像データＤ２に対して試験位置Ｐ、…をプログラミングする場合と比較して、不要なパターンや傷等の存在しないきれいな画像上でプログラミングすることができる。

【0042】

また、上記実施形態では、試料Ｓの画像データＤ２に基づく試料Ｓの表面の画像Ｇや、試料形状データＤ１と試料Ｓの画像データＤ２とのマッチング処理後の画像Ｇ等をモニター８に表示させるようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、モニター８を備えない構成として、上記画像Ｇ等を表示させないようにしてもよい。
また、上記実施形態では、試料Ｓの輪郭やプログラミングされた試験（予定）位置Ｐ、…をモニター８に表示させるようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、上記表示の他に、ＣＣＤカメラ１２により撮像されたくぼみ及び硬さ値算出手段により算出された試料Ｓの硬さ値等に基づいて、試験実施位置、硬さ値、硬さ分布等高線図、硬さに応じた色又は色帯等の試験結果を表示させるようにしてもよい。上記のような試験結果をモニター８に表示させることで、試験結果を分かり易く且つ詳細にユーザに報知することができる。

【0043】

また、上記実施形態では、図５のステップＳ２で取得された一部の画像データと試料形状データＤ１に含まれる試料Ｓの輪郭とを比較して、Ｘ、Ｙ方向のずれや回転方向のずれを適宜補正することにより、マッチング処理を行うようにしているが、これに限定されるものではない。例えば、試料Ｓの全体を表示可能な広範囲画像を取得して、当該広範囲画像と試料形状データＤ１とを比較して、マッチング処理を行うようにしてもよい。
また、試料形状データＤ１が、試料Ｓ全体ではなく、試料Ｓの一部のみの輪郭を示す形状データであった場合であっても、当該試料形状データＤ１と、取得された一部の画像データ又は広範囲画像とを比較して適宜補正することで、マッチング処理を行うことが可能である。
また、取得される試料Ｓの画像データＤ２が、試料形状データＤ１と自動的にマッチングする位置に試料Ｓが配置されるように、予め試料台２上に治具を設定しておくようにしてもよい。
その他、マッチング処理については、試料形状データＤ１と試料Ｓの画像データＤ２とのマッチングが可能であれば、いかなる方法を採用してもよい。

【0044】

その他、硬さ試験機１００を構成する各装置の細部構成及び各装置の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】

【0045】

１００ 硬さ試験機
１０ 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 圧子
１５ 対物レンズ
１６ ターレット
１７ フレームグラバー
２ 試料台
３ ＸＹステージ
４ ＡＦステージ
５ 昇降機構部
６ 制御部
６１ ＣＰＵ（撮像制御手段、マッチング手段、くぼみ付け手段、硬さ値算出手段、表示制御手段）
６２ ＲＡＭ
６３ 記憶部
７ 操作部（試験位置設定手段）
８ モニター（表示手段）
９ データ取得部（データ取得手段）
Ｓ 試料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】