(57)【要約】【課題】  硬さ試験機において、手動調光を的確に支援することにより、くぼみ外縁付近の画像情報を正確に生成して硬さの計測精度を向上させる。【解決手段】  圧子３４を用いて試料Ｓの表面にくぼみを形成し、くぼみの寸法を計測することにより試料Ｓの硬さを算出する硬さ試験機１において、試料Ｓの表面を照明する照明装置３３と、照明装置３３で照明した試料Ｓの表面を撮像してくぼみ及びくぼみ周辺部分の画像情報を生成するＣＣＤカメラ３１と、照明装置３３の照射光量を手動調整するための手動調光手段と、照明装置３３から照射され試料Ｓの表面で反射してＣＣＤカメラ３１に入射する光（反射光）の輝度が所定範囲内にあるか否かを判定する輝度判定手段と、反射光の輝度が所定範囲内にないと判定された場合に警告に係る情報を出力する警告手段と、ＣＣＤカメラ３１で生成した画像情報に基づいてくぼみの寸法を計測する計測手段と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧子を用いて所定の試料の表面にくぼみを形成し、前記くぼみの寸法を計測することにより前記試料の硬さを算出する硬さ試験機において、
前記試料の表面を照明する照明装置と、
前記照明装置で照明した前記試料の表面を撮像して、前記くぼみ及びくぼみ周辺部分の画像情報を生成する撮像装置と、
前記照明装置の照射光量を手動調整するための手動調光手段と、
前記照明装置から照射され前記試料の表面で反射して前記撮像装置に入射する光である反射光の輝度が所定範囲内にあるか否かを判定する輝度判定手段と、
前記反射光の輝度が所定範囲内にないと判定された場合に、警告に係る情報を出力する警告手段と、
前記撮像手段で生成した前記画像情報に基づいて、前記くぼみの寸法を計測する計測手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。
【請求項２】
前記輝度判定手段は、
前記反射光の輝度が、前記撮像装置で表現可能な輝度の最大値未満であるか否かを判定す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】
前記輝度判定手段は、
前記反射光の輝度が、前記計測手段による前記くぼみの寸法の計測に必要な輝度の最小値以上であるか否かを判定す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、硬さ試験機に関し、特に、所定の試料の表面に形成されたくぼみの寸法に基づいて前記試料の硬さを計測する硬さ試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、所定の試料の表面に形成されたくぼみの寸法に基づいて前記試料の硬さを計測するブリネル硬さ試験機、ビッカース硬さ試験機、ヌープ硬さ試験機等の各種硬さ試験機が提案され、実用化されている。例えばビッカース硬さ試験機は、正四角錐の圧子を有する硬さ測定部を備えており、圧子を試料の表面に押し込んで形成したくぼみの対角線の長さを光学顕微鏡等で計測し、この計測したくぼみの対角線の長さに基づいて硬さを算出している。
【０００３】
前記したような硬さ試験機においては、くぼみの寸法を計測する際に、くぼみが形成された試料の表面に対する焦点合わせを行っている。近年においては、光学顕微鏡の対物レンズ又は試料を上下に移動させる移動手段と、この移動手段を制御して光学顕微鏡の自動合焦を行う自動合焦手段と、を備える硬さ試験機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−３１０８６９号公報（第１頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載されたような従来の硬さ試験機においては、ハロゲンランプ等の照明装置を用いて試料の表面に光を照射し、試料の表面で反射した光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像装置によって検出して所定の画像情報を生成し、この画像情報に基づいて自動合焦を行っている。
【０００５】
ここで、照明装置の照射光量が多い場合には、試料の表面で反射する光（反射光）の輝度が大きくなるが、かかる反射光の輝度が撮像装置で表現可能な輝度の範囲を超えた場合には、試料の表面におけるくぼみの画像情報やくぼみ周辺部分の画像情報が正確に生成されないことがある。
【０００６】
例えば、２５６階調（０〜２５５）の輝度の表現が可能なＣＣＤを撮像装置として採用した場合において、試料の表面に形成されたくぼみの外縁付近における反射光の輝度が、ＣＣＤで表現可能な輝度の上限（２５５）を超えた場合には、くぼみの外縁付近の画像情報が不正確なものとなる。かかる不正確な画像情報（例えば、図７参照）を用いてくぼみの対角線長さを計測すると、その計測値（ｄ１、ｄ２）が実際の寸法（Ｄ１、Ｄ２）よりも短くなり、試料の硬さの算出結果にも誤差が生じてしまう。
【０００７】
本発明の課題は、硬さ試験機において、手動調光を的確に支援することにより、くぼみ外縁付近の画像情報を正確に生成して硬さの計測精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
圧子（３４）を用いて所定の試料（Ｓ）の表面にくぼみ（Ｋ）を形成し、前記くぼみの寸法を計測することにより前記試料の硬さを算出する硬さ試験機（ビッカース硬さ試験機１）において、
前記試料の表面を照明する照明装置（３３）と、
前記照明装置で照明した前記試料の表面を撮像して、前記くぼみ及びくぼみ周辺部分の画像情報を生成する撮像装置（ＣＣＤカメラ３１）と、
前記照明装置の照射光量を手動調整するための手動調光手段（キーボード１２及びマウス１３）と、
前記照明装置から照射され前記試料の表面で反射して前記撮像装置に入射する光である反射光の輝度が所定範囲内にあるか否かを判定する輝度判定手段（ＣＰＵ１０ａ及び輝度判定プログラム）と、
前記反射光の輝度が所定範囲内にないと判定された場合に、警告に係る情報を出力する警告手段（ＣＰＵ１０ａ、警告表示プログラム及びモニタ１１）と、
前記撮像手段で生成した前記画像情報に基づいて、前記くぼみの寸法を計測する計測手段（ＣＰＵ１０ａ及び硬さ測定部制御プログラム）と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、ユーザが手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整した際に、輝度判定手段により、反射光（照明装置から照射され試料の表面で反射して撮像装置に入射する光）の輝度が所定範囲内にあるか否かを判定することができる。そして、反射光の輝度が所定範囲内にないと判定された場合に、警告手段により警告に係る情報を出力することができる。
【００１０】
従って、ユーザは、警告に係る情報を参照しながら手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整して、反射光の輝度を所定範囲内に収束させることができる。例えば、反射光の輝度を、撮像装置で表現可能な輝度の範囲内に収束させることにより、試料の表面全体を正確に撮像することができ、くぼみの外縁部分等の画像情報を正確に生成することができる。この結果、くぼみの寸法を正確に計測することができ、試料の硬さの算出精度を高めることができる。
【００１１】
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、
前記輝度判定手段は、
前記反射光の輝度が、前記撮像装置で表現可能な輝度の最大値未満であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、ユーザが手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整した際に、輝度判定手段により、反射光の輝度が特定の上限輝度（撮像装置で表現可能な輝度の最大値）未満であるか否かを判定することができる。そして、反射光の輝度がこの上限輝度以上であると判定された場合に、警告手段により警告に係る情報を出力することができる。
【００１３】
従って、ユーザは、警告に係る情報を参照しながら手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整して、反射光の輝度を前記した上限輝度未満に設定することができる。従って、試料の表面におけるくぼみやくぼみ周辺部分を正確に撮像することができるので、くぼみの外縁部分の画像情報を正確に生成することができる。この結果、くぼみの寸法（例えば対角線長さ）を正確に計測することができるので、試料の硬さを正確に算出することができる。
【００１４】
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、
前記輝度判定手段は、
前記反射光の輝度が、前記計測手段による前記くぼみの寸法の計測に必要な輝度の最小値以上であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、ユーザが手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整した際に、輝度判定手段により、反射光の輝度が特定の下限輝度（計測手段によるくぼみの寸法の計測に必要な輝度の最小値）以上であるか否かを判定することができる。そして、反射光の輝度がこの下限輝度未満であると判定された場合に、警告手段により警告に係る情報を出力することができる。
【００１６】
従って、ユーザは、警告に係る情報を参照しながら手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整して、反射光の輝度を前記した下限輝度以上に設定することができる。従って、節電を目的として照明装置の照射光量を小さくして反射光の輝度を低下させた場合においても、反射光の輝度が前記した下限輝度未満にならないので、計測手段でくぼみの寸法を計測することができる。従って、節電を実現させながら、くぼみの寸法の計測及び試料の硬さの算出を実現させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、ユーザが手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整した際に、輝度判定手段により、反射光の輝度が所定範囲内にあるか否かを判定することができる。そして、反射光の輝度が所定範囲内にないと判定された場合に、警告手段により警告に係る情報を出力することができる。従って、ユーザは、警告に係る情報を参照しながら手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整して、反射光の輝度を所定範囲内に収束させることができる。この結果、くぼみの寸法を正確に計測することができ、試料の硬さの算出精度を向上させることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、ユーザが手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整した際に、輝度判定手段により、反射光の輝度が特定の上限輝度未満であるか否かを判定することができる。そして、反射光の輝度がこの上限輝度以上であると判定された場合に、警告手段により警告に係る情報を出力することができる。従って、ユーザは、警告に係る情報を参照しながら手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整して、反射光の輝度を前記した上限輝度未満に設定することができるので、くぼみの外縁部分の画像情報を正確に生成することができる。この結果、くぼみの寸法を正確に計測することができるので、試料の硬さを正確に算出することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、ユーザが手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整した際に、輝度判定手段により、反射光の輝度が特定の下限輝度以上であるか否かを判定することができる。そして、反射光の輝度がこの下限輝度未満であると判定された場合に、警告手段により警告に係る情報を出力することができる。従って、ユーザは、警告に係る情報を参照しながら手動調光手段を用いて照明装置の照射光量を手動調整して、反射光の輝度を前記した下限輝度以上に設定することができるので、節電を目的として照明装置の照射光量を小さくして反射光の輝度を低下させた場合においても、計測手段でくぼみの寸法を計測することができる。この結果、節電を実現させながら、くぼみの寸法の計測及び試料の硬さの算出を実現させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態においては、本発明に係る硬さ試験機の例としてビッカース硬さ試験機１を挙げて説明することとする。
【００２１】
まず、図１から図３を用いて、本実施の形態に係るビッカース硬さ試験機１の構成について説明する。図１は、ビッカース硬さ試験機１の全体構成を説明するための斜視図であり、図２は、ビッカース硬さ試験機１の本体２の構成を説明するための説明図であり、図３はビッカース硬さ試験機１の機能的構成を示すブロック図である。
【００２２】
ビッカース硬さ試験機１は、本体２、硬さ測定部３、昇降機構４、試料固定装置５、ＸＹステージ６、等を備えている。また、ビッカース硬さ試験機１は、本体２の外部に、制御装置１０、モニタ１１、キーボード１２、マウス１３、等を備えている。
【００２３】
硬さ測定部３は、図２に示すように、上下方向（図２のＺ方向）に移動可能なＣＣＤカメラ３１、ＡＦ制御機構３２、照明装置３３、圧子３４、対物レンズ３５、回転により圧子３４と対物レンズ３５との切替が可能なタレット３６、等により構成されている。
【００２４】
ＣＣＤカメラ３１は、本発明における撮像装置であり、対物レンズ３５を通して試料Ｓの表面での反射光を取得し、この反射光を電気信号に変換することにより試料Ｓの表面の画像情報を生成し、制御装置１０に出力する。本実施の形態においては、８ｂｉｔ（２５６階調）サンプリングが可能なＣＣＤカメラ３１を採用している。すなわち、ＣＣＤカメラ３１は、画素毎に、０（輝度０％：黒）〜２５５（輝度１００％：白）の２５６段階の輝度を表現することができる。
【００２５】
ＡＦ制御機構３２は、制御装置１０の制御の下にＣＣＤカメラ３１を昇降させて自動合焦動作を実現させるものである。
【００２６】
照明装置３３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３３は、制御装置１０を介してキーボード及びマウス１３に電気的に接続されており、これらキーボード１２及びマウス１３を操作することにより、照明装置３３の照射光量を調整することができる。すなわち、キーボード１２及びマウス１３は、本発明における手動調光手段である。
【００２７】
昇降機構４は、試料固定装置５に接続され、作業者がハンドル４ａを操作することにより上下方向（図２のＺ方向）に試料固定装置５を昇降させて、試料Ｓを所定の合焦位置へ移動させるものである。
【００２８】
試料固定装置５は、試料Ｓを固定する装置であり、前記した昇降機構４により上下方向に移動可能とされる。試料Ｓは、図示されていない締付け部材により、この試料固定装置５に着脱可能に固定される。
【００２９】
ＸＹステージ６は、制御装置１０の制御の下に、上下方向（図２のＺ方向）に対して垂直なＸＹ平面内で移動するものである。ＸＹステージ６は、上部に配置された試料固定装置５と、試料固定装置５に着脱自在に固定された試料Ｓと、をＸＹ両方向へ自在に水平移動させ、硬さ測定部３の下方へ試料Ｓを位置させる。
【００３０】
制御装置１０は、図３に示すように、各部に接続されて装置全体を統合制御するＣＰＵ１０ａ、各部を制御するための制御プログラム等を格納するＲＯＭ１０ｂ、各種プログラムの実行によって生成される各種データを一時的に格納する作業領域として機能するＲＡＭ１０ｃ、等を有している。
【００３１】
ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂ内に格納されたＸＹステージ制御プログラムを実行することにより、試料Ｓの表面の所定領域がＣＣＤカメラ３１の真下に位置するようにＸＹステージ６を移動させる。
【００３２】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂ内に格納された輝度判定プログラムを実行することにより、反射光（照明装置３３から照射され試料Ｓの表面で反射してＣＣＤカメラ３１に入射する光）の輝度が、所定範囲内にあるか否かを判定する。すなわち、ＣＰＵ１０ａ及び輝度判定プログラムは、本発明における輝度判定手段である。
【００３３】
また、ＣＰＵ１０ａは、輝度判定プログラムを実行した結果、反射光の輝度が所定範囲内にないと判定された場合に、ＲＯＭ１０ｂ内に格納された警告表示プログラムを実行して、モニタ１１に所定の警告表示を行う。すなわち、ＣＰＵ１０ａ、警告表示プログラム及びモニタ１１は、本発明における警告手段である。
【００３４】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂ内に格納された自動合焦プログラムを実行することにより、硬さ測定部３のＣＣＤカメラ３１によって得られる画像情報に基づいて、ＡＦ制御機構３２を制御してＣＣＤカメラ３１を昇降させ、試料Ｓの表面に対する自動合焦を行う。
【００３５】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂ内に格納された硬さ測定部制御プログラムを実行することにより、圧子３４を所定の試験力で試料Ｓの表面に押し付けてくぼみを形成したり、ＣＣＤカメラ３１によって生成される試料Ｓの表面の画像情報に基づいてくぼみの対角線長さを計測したりするとともに、計測したくぼみの対角線長さに基づいて試料Ｓの硬さを算出する。すなわち、ＣＰＵ１０ａ及び硬さ測定部制御プログラムは、本発明における計測手段である。
【００３６】
なお、本実施の形態において、硬さ測定部制御プログラムの実行により試料Ｓのくぼみの対角線長さを計測するためには、ＣＣＤカメラ３１で生成される画像情報の各画素の輝度を２５６段階で「３０」以上とする必要がある。
【００３７】
また、ＣＰＵ１０ａは、ＣＣＤカメラ３１によって生成した試料Ｓの表面の画像情報や、硬さ測定部制御プログラムの実行により算出された試料Ｓの硬さの算出結果等をモニタ１１に表示させる。
【００３８】
モニタ１１は、ＣＣＤカメラ３１によって取得した試料Ｓの表面の画像情報を可視化したり、試料Ｓの硬さの算出結果を表示したりする表示手段である。また、モニタ１１には、前記したように警告表示プログラムの実行による警告表示がなされる。
【００３９】
キーボード１２及びマウス１３は、作業者が各種設定条件を入力するためのものである。また、キーボード１２やマウス１３は、前記したように本発明における手動調光手段として機能する。
【００４０】
次に、図４から図６を用いて、本実施の形態に係るビッカース硬さ試験機１による硬さ測定動作について説明する。図４は、本実施の形態における硬さ測定動作を説明するためのフローチャートである。
【００４１】
まず、ユーザは、硬さを測定する試料Ｓを試料固定装置５に固定する（試料固定工程：Ｓ１）。そして、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、キーボード１２やマウス１３の操作による入力信号に従ってＸＹステージ制御プログラムを実行することによりＸＹステージ６を水平に動かし、試料Ｓの表面を硬さ測定部３の圧子３４と対向する位置に配置する。
【００４２】
次いで、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、硬さ測定部制御プログラムを実行することにより、硬さ測定部３の圧子３４を試料Ｓの表面の所定位置に押し付けて所定の試験力を一定の時間加え、試料Ｓの表面にくぼみを形成する（くぼみ形成工程：Ｓ２）。その後、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、硬さ測定部３のタレット３６を回転させて、くぼみの上方に対物レンズ３５を配置する。
【００４３】
次いで、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、硬さ測定部制御プログラムを実行することにより、照明装置３３で試料Ｓの表面を照明しながら対物レンズ３５を介してＣＣＤカメラ３１により試料Ｓの表面のくぼみ近傍部分を撮像して、画像情報を取得する。そして、取得した画像情報をモニタ１１に表示する（画像情報表示工程：Ｓ３）。図５は、モニタ１１の表示画面１１ａに、試料Ｓの表面の画像情報を表示したものである。なお、画像情報表示工程Ｓ３における照明装置３３の照射光量は、硬さ測定部制御プログラムの実行により自動的に定められる光量（デフォルト）とされている。
【００４４】
次いで、ユーザは、キーボード１２及びマウス１３を操作することにより、照明装置３３の照射光量を調整する（手動調光工程：Ｓ４）。ユーザが照明装置３３の照射光量の調整を開始すると同時に、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、輝度判定プログラムを実行する。輝度判定プログラムの実行により、反射光（照明装置３３から照射され試料Ｓの表面で反射してＣＣＤカメラ３１に入射した光）の輝度が、特定の上限輝度未満かつ特定の下限輝度以上であるか否かが判定される（輝度判定工程：Ｓ５）。ここで、「上限輝度」とは、ＣＣＤカメラ３１で表現可能な輝度の最大値（２５５）を意味し、「下限輝度」とは、くぼみの対角線長さの計測に必要な輝度の最小値（３０）を意味する。
【００４５】
輝度判定工程Ｓ５において、反射光の輝度が所定範囲内にある（反射光の輝度が前記した上限輝度未満かつ下限輝度以上である）と判定された場合には、モニタ１１に正常表示がなされる。そして、かかる正常表示を視認したユーザにより、手動合焦工程Ｓ７以降の工程が実施される。
【００４６】
一方、輝度判定工程Ｓ５において、反射光の輝度が前記した上限輝度以上であると判定された場合、又は、反射光の輝度が前記した下限輝度未満であると判定された場合には、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、警告表示プログラムを起動して、モニタ１１に警告表示を行う（警告表示工程：Ｓ６）。かかる警告表示を視認したユーザは、再びキーボード１２及びマウス１３を操作して、照明装置３３の照射光量を調整し直す（手動調光工程：Ｓ４）。
【００４７】
ここで、輝度判定工程Ｓ５及び警告表示工程Ｓ６の効果について、図６を用いて具体的に説明する。図６（ａ）は、照明装置３３の照射光量レベルの変化と、試料Ｓのくぼみの対角線長さの測定値の変化と、の関係を示すグラフである。また、図６（ｂ）は、照明装置３３の照射光量レベルの変化と、試料Ｓの硬さの算出値の変化と、の関係を示すグラフである。なお、図６（ａ）において「Ｄ１」とは、図５に示した試料Ｓの表面の画像情報におけるくぼみＫの縦方向の対角線長さの計測値であり、「Ｄ２」とは、図５に示した試料Ｓの表面の画像情報におけるくぼみＫの横方向の対角線長さの計測値である。
【００４８】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、照射光量レベルが１０以下であれば、対角線長さの測定値及び硬さの算出値は一定である。これに対し、照射光量レベルが１０を超えると、対角線の長さの測定値は減少し、硬さの算出値は上昇する。このように、照射光量レベルが大きくなるに従って対角線の長さの測定値及び硬さの算出値が変化するのは、以下のような理由による。すなわち、照射光量レベルが大きくなると、試料Ｓの表面に形成されたくぼみの外縁付近における反射光の輝度が、ＣＣＤカメラ３１で表現可能な輝度の最大値（２５５）を超えるため、くぼみの外縁付近の画像情報が不正確なものとなるからである。
【００４９】
以上の問題を解決するために、輝度判定工程Ｓ５では、反射光の輝度が特定の上限輝度（ＣＣＤカメラ３１で表現可能な輝度の最大値（２５５））未満であるか否かを判定し、反射光の輝度がこの上限輝度以上である場合には、警告表示工程Ｓ６で警告表示を行ってユーザに注意を促すようにしている。
【００５０】
また、本実施の形態において、硬さ測定部制御プログラムの実行により試料Ｓのくぼみの対角線長さを計測するためには、ＣＣＤカメラ３１で生成される画像情報の各画素の輝度を２５６段階で「３０」以上とする必要がある。このため、輝度判定工程Ｓ５では、反射光の輝度が特定の下限輝度（くぼみの対角線長さの計測に必要な輝度の最小値（３０））以上であるか否かを判定し、反射光の輝度がこの下限輝度未満である場合には、警告表示工程Ｓ６で警告表示を行ってユーザに注意を促すようにしている。
【００５１】
手動調光工程Ｓ４で照明装置３３の照射光量を調整した結果、輝度判定工程Ｓ５において反射光の輝度が所定範囲内にあると判定された場合には、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、正常表示プログラムを起動して、モニタ１１に正常表示を行う。かかる正常表示を視認したユーザは、モニタ１１の表示画面１１ａを視認しながら、昇降機構４のハンドル４ａを操作して試料固定装置５及び試料Ｓを昇降させることにより、試料Ｓを対物レンズ３５に対して所定の距離だけ離隔させて、試料Ｓの表面を合焦位置に配置する（手動合焦工程：Ｓ７）。
【００５２】
試料Ｓの表面が合焦位置に配置されると、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、自動合焦プログラムを実行することにより、取得した画像情報に基づいてＡＦ制御機構３２を制御してＣＣＤカメラ３１を昇降させ、試料Ｓの表面に焦点を合わせる（自動合焦工程：Ｓ８）。
【００５３】
次いで、ユーザは、キーボード１２やマウス１３を操作して、制御装置１０のＣＰＵ１０ａにより硬さ測定部制御プログラムを実行させて、硬さ測定部３のＣＣＤカメラ３１によりくぼみＫ（図５参照）の対角線の長さを自動的に計測する（くぼみ寸法自動計測工程：Ｓ９）。そして、制御装置１０のＣＰＵ１０ａは、計測されたくぼみの対角線の長さから試料Ｓの硬さを算出する（硬さ算出工程：Ｓ１０）。
【００５４】
本実施の形態に係るビッカース硬さ試験機１においては、ユーザがキーボード１２やマウス１３を用いて照明装置３３の照射光量を手動調整した際に、ＣＰＵ１０ａが輝度判定プログラムを実行することにより、反射光（照明装置３３から照射され試料Ｓの表面で反射してＣＣＤカメラ３１に入射する光）の輝度が所定範囲内にあるか否かを判定することができる。
【００５５】
すなわち、反射光の輝度が特定の上限輝度（ＣＣＤカメラ３１で表現可能な輝度の最大値（２５５））未満であるか否かを判定するとともに、反射光の輝度が特定の下限輝度（くぼみの対角線長さの計測に必要な輝度の最小値（３０））以上であるか否かを判定する。そして、反射光の輝度が所定範囲内にないと判定された場合には、ＣＰＵ１０ａが警告表示プログラムを起動させて、モニタ１１に警告表示を行うことができる。
【００５６】
従って、ユーザは、モニタ１１の警告表示１１を視認しながらキーボード１２やマウス１３を操作して照明装置３３の照射光量を調整し直すことにより、反射光の輝度を前記した上限輝度未満に設定することができる。従って、試料Ｓの表面におけるくぼみやくぼみ周辺部分を正確に撮像することができるので、くぼみの外縁部分の画像情報を正確に生成することができる。この結果、くぼみの対角線長さを正確に計測することができるので、試料の硬さを正確に算出することができる。
【００５７】
また、ユーザは、モニタ１１の警告表示１１を視認しながらキーボード１２やマウス１３を操作して照明装置３３の照射光量を調整し直すことにより、反射光の輝度を前記した下限輝度以上に設定することができる。従って、節電を目的として照明装置３３の照射光量を小さくして反射光の輝度を低下させた場合においても、反射光の輝度が前記した下限輝度未満にならないので、くぼみの対角線長さを確実に計測することができる。従って、節電を実現させながら、くぼみの対角線長さの計測及び試料の硬さの算出を実現させることができる。
【００５８】
なお、以上の実施の形態においては、撮像装置として、画素毎に２５６段階の輝度を表現可能な８ｂｉｔサンプリング型ＣＣＤカメラ３１を採用したが、画素毎に１０２４段階の輝度を表現可能な１０ｂｉｔサンプリング型ＣＣＤカメラを採用することもできる。かかる場合には、輝度判定工程Ｓ５において、反射光の輝度が１０ｂｉｔサンプリング型ＣＣＤカメラで表現可能な輝度の最大値（１０２３）未満であるか否かを判定するようにする。
【００５９】
また、以上の実施の形態においては、試料Ｓのくぼみの対角線長さを計測するために、ＣＣＤカメラ３１で生成される画像情報の各画素の輝度を２５６段階で「３０」以上とする必要があったが、プログラムのバージョンアップ等により、さらに低い輝度においても試料Ｓのくぼみの対角線長さを計測することができる場合には、照明装置３３の照射光量をさらに小さくして、さらなる節電を図ることができる。
【００６０】
また、以上の実施の形態においては、キーボード１２やマウス１３の操作により照明装置３３の照射光量を調整することとしたが、手動調光手段として光量調整ダイヤルを採用し、この光量調整ダイヤルの操作により照明装置３３の照射光量を調整してもよい。
【００６１】
また、以上の実施の形態においては、警告に係る情報として視覚情報（モニタ１１の警告表示）を採用したが、これに限らず、ブザーや音声等の聴覚情報を警告に係る情報として採用することもできる。
【００６２】
また、以上の実施の形態においては、本発明をビッカース硬さ試験機１に適用した例を示したが、試料の表面にくぼみを形成しそのくぼみの寸法によって硬さを計測する他の硬さ試験機（例えば、ブリネル硬さ試験機やヌープ硬さ試験機）にも本発明を適用することができる。また、本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲において種々の変形が可能であることが勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態に係るビッカース硬さ試験機の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示したビッカース硬さ試験機の本体の構成を説明するための説明図である。
【図３】図１に示したビッカース硬さ試験機の機能的構成を説明するためのブロック図である。
【図４】図１に示したビッカース硬さ試験機の硬さ測定動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】図１に示したビッカース硬さ試験機のモニタに試料の表面の画像情報を表示した状態を示す図である。
【図６】（ａ）は、図１に示したビッカース硬さ試験機の照明装置の照射光量レベルと、くぼみの対角線長さの測定値と、の関係を示すグラフである。（ｂ）は、図１に示したビッカース硬さ試験機の照明装置の照射光量レベルと、硬さの算出値と、の関係を示すグラフである。
【図７】試料の表面の画像情報（くぼみの外縁付近が不正確なもの）の例を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１        ビッカース硬さ試験機
１０ａ      ＣＰＵ（輝度判定手段、警告手段、計測手段）
１１        モニタ（警告手段）
１２        キーボード（手動調光手段）
１３        マウス（手動調光手段）
３１        ＣＣＤカメラ（撮像装置）
３３        照明装置
３４        圧子
Ｋ        くぼみ
Ｓ        試料
【図１】
2005337974.tif 000003
【図２】
2005337974.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図６】
2005337974.tif 000007
【図５】
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【図７】
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