硬さ試験機
【課題】試料の水平方向及び高さ方向の位置調整に際し、操作性の良好な硬さ試験機を提供する。
【解決手段】硬さ試験機は、カメラ１２により撮像された試料の表面画像とカーソルＫとを表示可能なモニタ８と、カーソルＫの移動によりモニタ８に表示された試料の表面画像の水平方向の移動を指示する第１指示及び、カーソルＫの移動により試料台の高さの変更を指示する第２指示を受け付けるマウス７２と、ユーザにより第１指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台を水平方向に移動させると共に、ユーザにより第２指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台を高さ方向に移動させる位置調整手段（ＣＰＵ６１、位置調整プログラム６３３）と、を備える。
【解決手段】硬さ試験機は、カメラ１２により撮像された試料の表面画像とカーソルＫとを表示可能なモニタ８と、カーソルＫの移動によりモニタ８に表示された試料の表面画像の水平方向の移動を指示する第１指示及び、カーソルＫの移動により試料台の高さの変更を指示する第２指示を受け付けるマウス７２と、ユーザにより第１指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台を水平方向に移動させると共に、ユーザにより第２指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台を高さ方向に移動させる位置調整手段（ＣＰＵ６１、位置調整プログラム６３３）と、を備える。
【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、試料の表面に圧子を押し込んでくぼみを形成し、そのくぼみの寸法に基づいて試料の硬さを測定する硬さ試験機が知られている。
例えば、ビッカース硬さ試験機を用いて試料の硬さを測定する場合、試料表面のくぼみ形成位置が圧子の真下になるよう試料の水平方向の位置合わせが行われ、そのくぼみ形成位置において高さ方向の位置合わせ（焦点合わせ）が行われる。そして、ターレットを回転させて圧子を試料に対向配置させ、圧子により試料表面に所定の試験力を負荷してくぼみを形成する。その後、形成されたくぼみの対角線の長さを計測し、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する。
【０００３】
こうした硬さ試験機において上記の位置合わせを行う場合、通常、ユーザは、カメラ等により取り込んだ試料の表面画像が表示されたメイン画面と、メイン画面に表示された表面画像の水平方向や高さ方向の位置を調節する操作バーと、が表示されたモニタにおいて、メイン画面上の表面画像を見ながら、キーボードやマウス等により操作バーを操作して、調整を行っている。
しかしながら、かかる操作では、メイン画面とは別に設けられた操作バーを操作する構成であるため、目線をメイン画像から操作バーに移した状態で操作する必要があって操作性が悪いという問題があった。
【０００４】
これに対して、例えば、特許文献１には、顕微鏡のステージや工作機械の加工テーブルに使用すべく、マウス操作により画面上で移動起点と移動終点を設定すると、移動起点と移動終点の夫々のＸ−Ｙ座標が検出され、その座標値に基づいてＸ−ＹテーブルのＸ方向及びＹ方向の移動量が設定されて、Ｘ−Ｙテーブルを自動的に目標位置まで移動させることのできる技術が提案されている。
かかる技術によれば、移動起点と移動終点を設定するだけで、Ｘ−Ｙテーブルを任意の方向に任意の位置まで簡単且つ正確に移動させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６２３２７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、特許文献１の技術は、マウス操作により画面上で移動起点と移動終点を設定するだけのものであるので、画面上で画像を連続的に移動させることはできない。このため、測定精度を高めるために微量な位置調整を行う必要のある硬さ試験機に適応した場合、その微量な位置調整が行いづらく、操作性が良好でない。
また、特許文献１の技術では、高さ方向の位置調整については記載されておらず、高さ方向の位置を調節する際の操作性の問題を解決することはできない。
【０００７】
本発明の課題は、試料の水平方向及び高さ方向の位置調整に際し、操作性の良好な硬さ試験機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
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、
対物レンズを介して試料の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された試料の表面画像とカーソルとを表示可能な表示手段と、
前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された試料の表面画像の移動を指示する第１指示と、前記カーソルの移動により前記試料台の高さの変更を指示する第２指示と、を受け付けるポインティングデバイスと、
ユーザにより前記第１指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を水平方向に移動させると共に、ユーザにより前記第２指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を高さ方向に移動させる位置調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、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、
前記ポインティングデバイスは、第１の押し釦及び第２の押し釦を有し、ユーザによるドラッグ操作を受け付け可能であって、
前記第１指示は、ユーザにより前記第１の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスがドラッグ操作された場合に実行され、
前記第２指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが所定の第１の方向にドラッグ操作された場合に実行されることを特徴とする。
【００１０】
また、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、
前記ポインティングデバイスは、前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された画面の明暗を変化させる第３指示を受け付け可能であって、
試料の表面に光を照射する照明手段と、
ユーザにより前記第３指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記照明手段からの光の光量を変化させる光量調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の硬さ試験機において、
前記第３指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが前記第１の方向と異なる所定の第２の方向にドラッグ操作された場合に実行されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の硬さ試験機において、
前記ポインティングデバイスは、前記対物レンズの倍率を切り替える第４指示を受け付け可能であって、
前記圧子及び複数の前記対物レンズの搭載されたターレットと、
ユーザにより前記第４指示がなされた場合、前記ターレットを回転させるターレット回転手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の硬さ試験機において、
前記ポインティングデバイスは、第３の押し釦を有し、
前記第４指示は、ユーザにより前記第３の押し釦が押下された場合に実行されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の硬さ試験機において、
前記位置調整手段は、前記対物レンズの倍率が高くなるにつれて、前記カーソルの移動量に対する前記試料台の水平方向及び高さ方向の移動量を小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、表示手段に試料の表面画像とカーソルとが表示され、ユーザがポインティングデバイスにより所定の指示を行った場合、表示手段上のカーソルの動きと連動して試料台が水平方向又は高さ方向に移動する。
このため、ポインティングデバイスの操作のみで試料台を水平方向及び高さ方向に移動させることができる。
また、目線を表示手段に表示された画像に向けたままで、水平方向及び高さ方向の試料の微量な位置調整を容易に行うことができる。
また、表示手段上に、試料の表面画像が表示される画面と別に位置調整等を行うための操作バーを設ける必要がないため、表示手段の画面構成を簡素化することができる。
よって、測定を行う際の操作性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の硬さ試験機の全体構成示す模式図である。
【図２】図１の硬さ試験機における試験機本体を示す模式図である。
【図３】図１の硬さ試験機の硬さ測定部を示す模式図である。
【図４】図１の硬さ試験機の制御構造を示すブロック図である。
【図５】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本実施形態に係る硬さ試験機について詳細に説明する。
【００１８】
先ず、本実施形態の硬さ試験機１００の構成について説明する。
なお、以下の説明においては、図１に示すように、硬さ試験機１００の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。
【００１９】
硬さ試験機１００は、例えば、ビッカース硬さ試験機であって、図１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と、等を備えている。
【００２０】
試験機本体１０は、例えば、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を水平方向（ＸＹ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のＡＦ（Ｚ）ステージ４と、試料台２（ＸＹステージ３、ＡＦ（Ｚ）ステージ４）を昇降する昇降機構部５と、等を備えている。
【００２１】
硬さ測定部１は、例えば、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、等により構成されている。
【００２２】
照明装置１１は、照明手段として、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。
【００２３】
カメラ１２は、撮像手段であり、例えば、図３に示すように、その試料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、画像データを取得し、制御部６に出力する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
具体的には、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、を備えて構成されている。
高倍対物レンズ１５ａは、例えば、倍率が２０倍以上のレンズであることが好ましい。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、例えば、倍率が５倍以下のレンズであることが好ましい。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、広範囲な画像を容易に取得することができる。
【００２６】
ターレット１６は、制御部６が出力する制御信号に応じて駆動するターレット駆動機構部１６Ａにより、Ｚ軸方向の軸周りに回転する。
ターレット１６は、下面に圧子軸１４と複数の対物レンズ１５（高倍対物レンズ１５ａ、低倍対物レンズ１５ｂ）を備え、Ｚ軸方向の軸周りに回転することにより、当該圧子軸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の上方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の上方に配置した状態で圧子軸を降下させることで試料Ｓの表面にくぼみを形成し、対物レンズ１５を試料Ｓの上方に配置することで、当該形成されたくぼみを観察することが可能となる。
【００２７】
試料台２は、上面に載置される試料Ｓを固定する試料固定部２ａを備えている。
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３Ａ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方向、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、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）を上下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。
【００２８】
モニタ８は、表示手段であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置により構成されており、例えば、カメラ１２が撮像した試料Ｓの表面画像や、試料Ｓの表面に形成されるくぼみの画像などを表示する。
このモニタ８には、上記の画像と共に、マウス７２（後述）の操作により当該モニタ８上を移動するカーソルＫが表示可能となっている。
また、これ以外にもモニタ８は、操作部７において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果等を表示する。
【００２９】
操作部７は、キーボード７１、マウス７２等により構成される。
このうちマウス７２は、図５（ａ）等に示すように、左釦（第１の押し釦）７２ａ、右釦（第２の押し釦）７２ｂ、及び中央釦（第３の押し釦）７２ｃを有し、ユーザによるドラッグ操作等を受け付けるポインティングデバイスである。
具体的に、マウス７２は、ユーザによってなされる下記の第１指示〜第４指示等を受け付けて、これら第１指示〜第４指示に応じた操作信号を制御部６に対して出力する。
【００３０】
「第１指示」とは、カーソルＫの移動により、モニタ８に表示された試料Ｓの表面画像をモニタ８上で移動させる指示であり、例えば、左釦７２ａを押下した状態で、マウス７２を任意の方向にドラッグ操作することで実行される（図５（ａ）参照）。
また、「第２指示」とは、カーソルＫの移動により、試料台２の高さを変更させる指示であり、例えば、右釦７２ｂを押下した状態で、マウス７２を予め設定された所定の第１の方向（ここでは、Ｙ方向）にドラッグ操作することで実行される（図６（ａ）参照）。
また、「第３指示」とは、カーソルＫの移動により、モニタ８に表示された画面の明暗を変化させる指示であり、例えば、右釦７２ｂを押下した状態で、マウス７２を予め設定された所定の第２の方向（ここでは、Ｘ方向）にドラッグ操作することで実行される（図７（ａ）参照）。
また、「第４指示」とは、対物レンズ１５の倍率を切り替える指示であり、例えば、中央釦７２ｃを押下することで実行される（図８（ａ）参照）。
【００３１】
なお、第１指示〜第４指示を実行するためのマウス７２の具体的な操作は、上記に限定されるものではなく、任意に設定することが可能である。
また、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）の矢印は、ドラッグ操作を説明するために仮想的に記載したものであって、実際のモニタ８には表示されない。
【００３２】
また、操作部７は、上記操作以外にも、当該硬さ試験機１００による硬さ試験を実施する際の各種の条件の設定等を、ユーザが行う際に利用される。即ち、ユーザにより操作部７に所定の操作がなされると、その操作に応じた所定の操作信号が制御部６に出力される。
なお、各種の条件の設定とは、例えば、試験条件（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）や、試験開始点、行・列数、ピッチ等の設定である。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
記憶部６３は、例えば、プログラムやデータ等を記憶するための、半導体メモリ等で構成された記録媒体（図示省略）を有しており、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。
【００３７】
具体的には、記憶部６３は、例えば、ＸＹステージ制御プログラム６３１、オートフォーカスプログラム６３２、位置調整プログラム６３３、光量調整プログラム６３４、ターレット回転プログラム６３５、及び硬さ測定部制御プログラム６３６等を格納している。
【００３８】
ＸＹステージ制御プログラム６３１は、例えば、試料台２に試料Ｓを載置した後、試料Ｓとカメラ１２とが対向するように、ＸＹステージ３の位置を制御する機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ６１は、ＸＹステージ制御プログラム６３１を実行することにより、駆動機構部３Ａを駆動させ、試料Ｓの表面の所定領域がカメラ１２の真下に位置するようにＸＹステージ３を移動させる。
【００３９】
オートフォーカスプログラム６３２は、例えば、試料Ｓの表面に対するオートフォーカスを行う機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ６１は、オートフォーカスプログラム６３２を実行することにより、硬さ測定部１のカメラ１２によって得られる画像情報に基づいて、ＡＦ（Ｚ）ステージ４を昇降させ、試料Ｓの表面に対するオートフォーカスを行う。
【００４０】
位置調整プログラム６３３は、例えば、上記ＸＹステージ制御プログラム６３１やオートフォーカスプログラム６３２が実行された後、ユーザによりマウス７２に第１指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させると共に、ユーザによりマウス７２に第２指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を高さ方向（Ｚ方向）に移動させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
【００４１】
具体的には、ユーザによりマウス７２に第１指示や第２指示がなされた場合、マウス７２からは、カーソルＫの移動方向及び移動量に関する情報を含む操作信号がＣＰＵ６１に出力される。
ここで、第１指示がなされた場合、ＣＰＵ６１は、位置調整プログラム６３３を実行することにより、駆動機構部３Ａを駆動して、カーソルＫの移動方向に応じた方向に、カーソルＫの移動量に応じた分だけＸＹステージ３を移動させることで、試料台２をカーソルＫの移動に合わせて水平方向に移動させる。
また、第２指示がなされた場合、ＣＰＵ６１は、位置調整プログラム６３３を実行することにより、ＡＦ（Ｚ）ステージ４を駆動して、カーソルＫの移動方向に応じた方向に、カーソルＫの移動量に応じた分だけＡＦ（Ｚ）ステージ４を移動させることで、試料台２をカーソルＫの移動に合わせて高さ方向に移動させる。
このため、モニタ８上の画像が、カーソルＫの移動に合せて移動することとなる。
【００４２】
また、このとき、ＣＰＵ６１は、試料台２と対向している対物レンズ１５の倍率を参照し、当該対物レンズ１５の倍率が高いほど、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量が小さくなるように制御している。
具体的に、画面の半分程度の移動のとき、倍率が（５０x）の高倍対物レンズ１５ａでは、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量が（５０μｍ）であり、倍率が（１０x）の低倍対物レンズ１５ｂでは、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量が（２５０μｍ）となる。
このため、対物レンズ１５の倍率が切り替えられて画像の範囲が変わった場合にも、その画像に適したピッチで試料台２を移動させることができるようになっている。
【００４３】
ＣＰＵ６１は、かかる位置調整プログラム６３３を実行することにより、駆動機構部３Ａ及びＡＦ（Ｚ）ステージ４と共に、位置調整手段として機能している。
【００４４】
光量調整プログラム６３４は、例えば、ユーザによりマウス７２に第３指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて照明装置１１からの光の光量を変化させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ユーザによりマウス７２に第３指示がなされた場合、マウス７２からは、カーソルＫの移動方向及び移動量に関する情報を含む操作信号がＣＰＵ６１に出力される。
すると、ＣＰＵ６１は、光量調整プログラム６３４を実行することにより、マウス７２からの操作信号に基づいて、カーソルＫの移動量に応じた分だけ照明装置１１からの光の光量を大きく或いは小さく変更する。
ＣＰＵ６１は、かかる光量調整プログラム６３４を実行することにより、光量調整手段として機能している。
【００４５】
ターレット回転プログラム６３５は、例えば、ユーザによりマウス７２に第４指示がなされた場合、ターレット１６を回転させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的にが、ユーザによりマウス７２に第４指示がなされた場合、マウス７２から、中央釦７２ｃの押下時間等に関する情報を含む操作信号がＣＰＵ６１に出力される。
すると、ＣＰＵ６１は、ターレット回転プログラム６３５を実行することにより、押下時間が所定の長さを越えたと判断した場合に、ターレット駆動機構部１６Ａを制御して、ターレット１６の回転を開始させ、押下が止められるまで継続して回転を続けさせる。
なお、中央釦７２ｃが押下された状態でマウス７２が右方向にドラッグ操作された場合にはターレット１６を右回転させ、中央釦７２ｃが押下された状態でマウス７２が左方向にドラッグ操作された場合、ターレット１６を左回転させる等の制御を行う構成とすることもできる。
ＣＰＵ６１は、かかるターレット回転プログラム６３５を実行することにより、ターレット駆動機構部１６Ａと共にターレット回転手段として機能している。
【００４６】
硬さ測定部制御プログラム６３６は、例えば、硬さ測定部１に所定の動作を実行させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的に、ＣＰＵ６１は、硬さ測定部制御プログラム６３６を実行することにより、圧子１４ａ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、カメラ１２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。
【００４７】
なお、本実施形態の硬さ試験機１００は、上記したＸＹステージ制御プログラム６３１、オートフォーカスプログラム６３２を備えない構成であっても良い。
【００４８】
次に、本実施形態の硬さ試験機１００の作用について説明する。
上記構成の硬さ試験機１００においては、マウス７２の操作により、ＸＹステージ３、ＡＦ（Ｚ）ステージ４、照明装置１１、ターレット１６等の各部を調整することが可能である。
【００４９】
例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１指示として、左釦７２ａが押下された状態で、マウス７２が任意の方向にドラッグ操作された場合、モニタ８上の画像がカーソルＫの移動に合せて移動するように、ＸＹステージ３が水平方向に移動する。
【００５０】
また、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２指示として、右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の一方向（ここでは、Ｙ方向）にドラッグ操作された場合、モニタ８上のカーソルＫの移動に合わせて、ＡＦ（Ｚ）ステージ４が高さ方向に移動する。
【００５１】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、第３指示として、右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の一方向（ここでは、Ｘ方向）にドラッグ操作された場合、モニタ８上のカーソルＫの移動に合わせて、モニタ８に表示されている画像の明暗が任意の明るさに変更される。
【００５２】
また、図８（ａ）（ｂ）に示すように、第４指示として、中央釦７２ｃが押下された場合、ターレット１６が回転されて、対物レンズ１５が切り替えられる。
【００５３】
以上のように、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、対物レンズ１５を介して試料Ｓの表面を撮像するカメラ１２と、カメラ１２により撮像された試料Ｓの表面画像とカーソルＫとを表示可能なモニタ８と、カーソルＫの移動によりモニタ８に表示された試料Ｓの表面画像の水平方向の移動を指示する第１指示と、カーソルＫの移動により試料台２の高さの変更を指示する第２指示と、を受け付けるマウス７２と、ユーザにより第１指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を水平方向に移動させると共に、ユーザにより第２指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を高さ方向に移動させる位置調整手段（ＣＰＵ６１、位置調整プログラム６３３）と、を備えている。
ここで、マウス７２は、左釦７２ａ及び右釦７２ｂを有し、ユーザによるドラッグ操作受け付け可能であって、第１指示は、ユーザにより左釦７２ａが押下された状態で、マウス７２をドラッグ操作された場合に実行され、第２指示は、ユーザにより右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の第１の方向（Ｙ方向）にドラッグ操作された場合に実行される。
このため、マウス７２操作のみで試料台２を水平方向及び高さ方向に移動させることができる。
また、目線をモニタ８に表示された画像に向けたままで、水平方向及び高さ方向の試料Ｓの微量な位置調整を容易に行うことができる。
また、モニタ８上に、試料Ｓの表面画像が表示される画面と別に位置調整等を行うための操作バーを設ける必要がないため、モニタ８の画面構成を簡素化することができる。
よって、測定を行う際の操作性を良好にすることができる。
【００５４】
また、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、マウス７２は、カーソルＫの移動によりモニタ８に表示された画面の明暗を変化させる第３指示を受け付け可能であって、試料Ｓの表面に光を照射する照明装置１１と、ユーザにより第３指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて照明装置１１からの光の光量を変化させる光量調整手段（ＣＰＵ６１、光量調整プログラム６３４）と、を備えている。
ここで、第３指示は、ユーザにより右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の第２の方向（Ｘ方向）にドラッグ操作された場合に実行される。
このため、マウス７２操作のみで照明装置１１から試料Ｓの表面に対して照射される光の光量を変更することができ、目線をモニタ８に表示された画像に向けたままで、画面の明暗を調整することができる。
よって、測定を行う際の操作性をより良好にすることができる。
【００５５】
また、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、マウス７２は、対物レンズ１５の倍率を切り替える第４指示を受け付け可能であり、圧子１４ａ及び複数の対物レンズ１５の搭載されたターレット１６と、ユーザにより第４指示がなされた場合、ターレット１６を回転させるターレット回転手段（ＣＰＵ６１、ターレット回転プログラム６３５）と、を備えている。
ここで、マウス７２は、中央釦７２ｃを有し、第４指示は、ユーザにより中央釦７２ｃが押下された場合に実行される。
このため、マウス７２の操作により、対物レンズ１５を切り替えることができ、測定を行う際の操作性をより良好にすることができる。
【００５６】
また、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、位置調整手段は、対物レンズ１５の倍率が高くなるにつれて、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量を小さくするよう制御している。
このため、複数の異なる倍率の対物レンズ１５が搭載された硬さ試験機１００において、対物レンズ１５を切り替えたとしても、その倍率にあったピッチで試料台２を移動させることになるため、測定を行う際の操作性をより良好にすることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態においては、マウス操作により第１指示や第２指示が行われた場合、ＸＹステージ３やＡＦ（Ｚ）ステージ４（試料台２）が移動する構成を例示して説明したが、試料台２の代わりにカメラ１２（対物レンズ１５の位置）が水平方向或いは高さ方向に移動する構成とすることもできる。
【００５８】
また、モニタ８に表示されるカーソルＫの近傍に、マウス７２の指示操作と、これに対応した硬さ試験機１００の各部の動作を案内した案内表示を表示させることとしても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 硬さ試験機
１０ 試験機本体
１ 硬さ測定部
２ 試料台
３ ＸＹステージ
３Ａ ＸＹステージ駆動機構部（位置調整手段）
４ ＡＦ（Ｚ）ステージ（位置調整手段）
５ 昇降機構部
６ 制御部
６１ ＣＰＵ（位置調整手段、光量調整手段、ターレット回転手段）
６２ ＲＡＭ
６３ 記憶部
６３１ ＸＹステージ制御プログラム
６３２ オートフォーカスプログラム
６３３ 位置調整プログラム（位置調整手段）
６３４ 光量調整プログラム（光量調整手段）
６３５ ターレット回転プログラム（ターレット回転手段）
６３６ 測定部制御プログラム
７ 操作部
７１ キーボード
７２ マウス（ポインティングデバイス）
７２ａ 左釦（第１の押し釦）
７２ｂ 右釦（第２の押し釦）
７２ｃ 中央釦（第３の押し釦）
８ モニタ（表示手段）
１１ 照明装置（照明手段）
１２ カメラ（撮像手段）
１４ 圧子軸
１４ａ 圧子
１５ 対物レンズ
１５ａ 高倍対物レンズ
１５ｂ 低倍対物レンズ
１６ ターレット
１６Ａ ターレット駆動機構部（ターレット回転手段）
Ｓ 試料
Ｋ カーソル
【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、試料の表面に圧子を押し込んでくぼみを形成し、そのくぼみの寸法に基づいて試料の硬さを測定する硬さ試験機が知られている。
例えば、ビッカース硬さ試験機を用いて試料の硬さを測定する場合、試料表面のくぼみ形成位置が圧子の真下になるよう試料の水平方向の位置合わせが行われ、そのくぼみ形成位置において高さ方向の位置合わせ（焦点合わせ）が行われる。そして、ターレットを回転させて圧子を試料に対向配置させ、圧子により試料表面に所定の試験力を負荷してくぼみを形成する。その後、形成されたくぼみの対角線の長さを計測し、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する。
【０００３】
こうした硬さ試験機において上記の位置合わせを行う場合、通常、ユーザは、カメラ等により取り込んだ試料の表面画像が表示されたメイン画面と、メイン画面に表示された表面画像の水平方向や高さ方向の位置を調節する操作バーと、が表示されたモニタにおいて、メイン画面上の表面画像を見ながら、キーボードやマウス等により操作バーを操作して、調整を行っている。
しかしながら、かかる操作では、メイン画面とは別に設けられた操作バーを操作する構成であるため、目線をメイン画像から操作バーに移した状態で操作する必要があって操作性が悪いという問題があった。
【０００４】
これに対して、例えば、特許文献１には、顕微鏡のステージや工作機械の加工テーブルに使用すべく、マウス操作により画面上で移動起点と移動終点を設定すると、移動起点と移動終点の夫々のＸ−Ｙ座標が検出され、その座標値に基づいてＸ−ＹテーブルのＸ方向及びＹ方向の移動量が設定されて、Ｘ−Ｙテーブルを自動的に目標位置まで移動させることのできる技術が提案されている。
かかる技術によれば、移動起点と移動終点を設定するだけで、Ｘ−Ｙテーブルを任意の方向に任意の位置まで簡単且つ正確に移動させることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６２３２７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、特許文献１の技術は、マウス操作により画面上で移動起点と移動終点を設定するだけのものであるので、画面上で画像を連続的に移動させることはできない。このため、測定精度を高めるために微量な位置調整を行う必要のある硬さ試験機に適応した場合、その微量な位置調整が行いづらく、操作性が良好でない。
また、特許文献１の技術では、高さ方向の位置調整については記載されておらず、高さ方向の位置を調節する際の操作性の問題を解決することはできない。
【０００７】
本発明の課題は、試料の水平方向及び高さ方向の位置調整に際し、操作性の良好な硬さ試験機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
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、
対物レンズを介して試料の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された試料の表面画像とカーソルとを表示可能な表示手段と、
前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された試料の表面画像の移動を指示する第１指示と、前記カーソルの移動により前記試料台の高さの変更を指示する第２指示と、を受け付けるポインティングデバイスと、
ユーザにより前記第１指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を水平方向に移動させると共に、ユーザにより前記第２指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を高さ方向に移動させる位置調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、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、
前記ポインティングデバイスは、第１の押し釦及び第２の押し釦を有し、ユーザによるドラッグ操作を受け付け可能であって、
前記第１指示は、ユーザにより前記第１の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスがドラッグ操作された場合に実行され、
前記第２指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが所定の第１の方向にドラッグ操作された場合に実行されることを特徴とする。
【００１０】
また、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、
前記ポインティングデバイスは、前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された画面の明暗を変化させる第３指示を受け付け可能であって、
試料の表面に光を照射する照明手段と、
ユーザにより前記第３指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記照明手段からの光の光量を変化させる光量調整手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の硬さ試験機において、
前記第３指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが前記第１の方向と異なる所定の第２の方向にドラッグ操作された場合に実行されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の硬さ試験機において、
前記ポインティングデバイスは、前記対物レンズの倍率を切り替える第４指示を受け付け可能であって、
前記圧子及び複数の前記対物レンズの搭載されたターレットと、
ユーザにより前記第４指示がなされた場合、前記ターレットを回転させるターレット回転手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の硬さ試験機において、
前記ポインティングデバイスは、第３の押し釦を有し、
前記第４指示は、ユーザにより前記第３の押し釦が押下された場合に実行されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載の硬さ試験機において、
前記位置調整手段は、前記対物レンズの倍率が高くなるにつれて、前記カーソルの移動量に対する前記試料台の水平方向及び高さ方向の移動量を小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、表示手段に試料の表面画像とカーソルとが表示され、ユーザがポインティングデバイスにより所定の指示を行った場合、表示手段上のカーソルの動きと連動して試料台が水平方向又は高さ方向に移動する。
このため、ポインティングデバイスの操作のみで試料台を水平方向及び高さ方向に移動させることができる。
また、目線を表示手段に表示された画像に向けたままで、水平方向及び高さ方向の試料の微量な位置調整を容易に行うことができる。
また、表示手段上に、試料の表面画像が表示される画面と別に位置調整等を行うための操作バーを設ける必要がないため、表示手段の画面構成を簡素化することができる。
よって、測定を行う際の操作性を良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の硬さ試験機の全体構成示す模式図である。
【図２】図１の硬さ試験機における試験機本体を示す模式図である。
【図３】図１の硬さ試験機の硬さ測定部を示す模式図である。
【図４】図１の硬さ試験機の制御構造を示すブロック図である。
【図５】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の硬さ試験機の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本実施形態に係る硬さ試験機について詳細に説明する。
【００１８】
先ず、本実施形態の硬さ試験機１００の構成について説明する。
なお、以下の説明においては、図１に示すように、硬さ試験機１００の左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向、高さ方向をＺ方向とする。
【００１９】
硬さ試験機１００は、例えば、ビッカース硬さ試験機であって、図１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と、等を備えている。
【００２０】
試験機本体１０は、例えば、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を水平方向（ＸＹ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のＡＦ（Ｚ）ステージ４と、試料台２（ＸＹステージ３、ＡＦ（Ｚ）ステージ４）を昇降する昇降機構部５と、等を備えている。
【００２１】
硬さ測定部１は、例えば、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、等により構成されている。
【００２２】
照明装置１１は、照明手段として、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。
【００２３】
カメラ１２は、撮像手段であり、例えば、図３に示すように、その試料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、画像データを取得し、制御部６に出力する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
具体的には、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、を備えて構成されている。
高倍対物レンズ１５ａは、例えば、倍率が２０倍以上のレンズであることが好ましい。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、例えば、倍率が５倍以下のレンズであることが好ましい。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、広範囲な画像を容易に取得することができる。
【００２６】
ターレット１６は、制御部６が出力する制御信号に応じて駆動するターレット駆動機構部１６Ａにより、Ｚ軸方向の軸周りに回転する。
ターレット１６は、下面に圧子軸１４と複数の対物レンズ１５（高倍対物レンズ１５ａ、低倍対物レンズ１５ｂ）を備え、Ｚ軸方向の軸周りに回転することにより、当該圧子軸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の上方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の上方に配置した状態で圧子軸を降下させることで試料Ｓの表面にくぼみを形成し、対物レンズ１５を試料Ｓの上方に配置することで、当該形成されたくぼみを観察することが可能となる。
【００２７】
試料台２は、上面に載置される試料Ｓを固定する試料固定部２ａを備えている。
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３Ａ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方向、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、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）を上下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。
【００２８】
モニタ８は、表示手段であり、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置により構成されており、例えば、カメラ１２が撮像した試料Ｓの表面画像や、試料Ｓの表面に形成されるくぼみの画像などを表示する。
このモニタ８には、上記の画像と共に、マウス７２（後述）の操作により当該モニタ８上を移動するカーソルＫが表示可能となっている。
また、これ以外にもモニタ８は、操作部７において入力された硬さ試験の設定条件、硬さ試験の結果等を表示する。
【００２９】
操作部７は、キーボード７１、マウス７２等により構成される。
このうちマウス７２は、図５（ａ）等に示すように、左釦（第１の押し釦）７２ａ、右釦（第２の押し釦）７２ｂ、及び中央釦（第３の押し釦）７２ｃを有し、ユーザによるドラッグ操作等を受け付けるポインティングデバイスである。
具体的に、マウス７２は、ユーザによってなされる下記の第１指示〜第４指示等を受け付けて、これら第１指示〜第４指示に応じた操作信号を制御部６に対して出力する。
【００３０】
「第１指示」とは、カーソルＫの移動により、モニタ８に表示された試料Ｓの表面画像をモニタ８上で移動させる指示であり、例えば、左釦７２ａを押下した状態で、マウス７２を任意の方向にドラッグ操作することで実行される（図５（ａ）参照）。
また、「第２指示」とは、カーソルＫの移動により、試料台２の高さを変更させる指示であり、例えば、右釦７２ｂを押下した状態で、マウス７２を予め設定された所定の第１の方向（ここでは、Ｙ方向）にドラッグ操作することで実行される（図６（ａ）参照）。
また、「第３指示」とは、カーソルＫの移動により、モニタ８に表示された画面の明暗を変化させる指示であり、例えば、右釦７２ｂを押下した状態で、マウス７２を予め設定された所定の第２の方向（ここでは、Ｘ方向）にドラッグ操作することで実行される（図７（ａ）参照）。
また、「第４指示」とは、対物レンズ１５の倍率を切り替える指示であり、例えば、中央釦７２ｃを押下することで実行される（図８（ａ）参照）。
【００３１】
なお、第１指示〜第４指示を実行するためのマウス７２の具体的な操作は、上記に限定されるものではなく、任意に設定することが可能である。
また、図５（ａ）、図６（ａ）、図７（ａ）の矢印は、ドラッグ操作を説明するために仮想的に記載したものであって、実際のモニタ８には表示されない。
【００３２】
また、操作部７は、上記操作以外にも、当該硬さ試験機１００による硬さ試験を実施する際の各種の条件の設定等を、ユーザが行う際に利用される。即ち、ユーザにより操作部７に所定の操作がなされると、その操作に応じた所定の操作信号が制御部６に出力される。
なお、各種の条件の設定とは、例えば、試験条件（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）や、試験開始点、行・列数、ピッチ等の設定である。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
記憶部６３は、例えば、プログラムやデータ等を記憶するための、半導体メモリ等で構成された記録媒体（図示省略）を有しており、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。
【００３７】
具体的には、記憶部６３は、例えば、ＸＹステージ制御プログラム６３１、オートフォーカスプログラム６３２、位置調整プログラム６３３、光量調整プログラム６３４、ターレット回転プログラム６３５、及び硬さ測定部制御プログラム６３６等を格納している。
【００３８】
ＸＹステージ制御プログラム６３１は、例えば、試料台２に試料Ｓを載置した後、試料Ｓとカメラ１２とが対向するように、ＸＹステージ３の位置を制御する機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ６１は、ＸＹステージ制御プログラム６３１を実行することにより、駆動機構部３Ａを駆動させ、試料Ｓの表面の所定領域がカメラ１２の真下に位置するようにＸＹステージ３を移動させる。
【００３９】
オートフォーカスプログラム６３２は、例えば、試料Ｓの表面に対するオートフォーカスを行う機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ＣＰＵ６１は、オートフォーカスプログラム６３２を実行することにより、硬さ測定部１のカメラ１２によって得られる画像情報に基づいて、ＡＦ（Ｚ）ステージ４を昇降させ、試料Ｓの表面に対するオートフォーカスを行う。
【００４０】
位置調整プログラム６３３は、例えば、上記ＸＹステージ制御プログラム６３１やオートフォーカスプログラム６３２が実行された後、ユーザによりマウス７２に第１指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を水平方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に移動させると共に、ユーザによりマウス７２に第２指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を高さ方向（Ｚ方向）に移動させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
【００４１】
具体的には、ユーザによりマウス７２に第１指示や第２指示がなされた場合、マウス７２からは、カーソルＫの移動方向及び移動量に関する情報を含む操作信号がＣＰＵ６１に出力される。
ここで、第１指示がなされた場合、ＣＰＵ６１は、位置調整プログラム６３３を実行することにより、駆動機構部３Ａを駆動して、カーソルＫの移動方向に応じた方向に、カーソルＫの移動量に応じた分だけＸＹステージ３を移動させることで、試料台２をカーソルＫの移動に合わせて水平方向に移動させる。
また、第２指示がなされた場合、ＣＰＵ６１は、位置調整プログラム６３３を実行することにより、ＡＦ（Ｚ）ステージ４を駆動して、カーソルＫの移動方向に応じた方向に、カーソルＫの移動量に応じた分だけＡＦ（Ｚ）ステージ４を移動させることで、試料台２をカーソルＫの移動に合わせて高さ方向に移動させる。
このため、モニタ８上の画像が、カーソルＫの移動に合せて移動することとなる。
【００４２】
また、このとき、ＣＰＵ６１は、試料台２と対向している対物レンズ１５の倍率を参照し、当該対物レンズ１５の倍率が高いほど、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量が小さくなるように制御している。
具体的に、画面の半分程度の移動のとき、倍率が（５０x）の高倍対物レンズ１５ａでは、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量が（５０μｍ）であり、倍率が（１０x）の低倍対物レンズ１５ｂでは、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量が（２５０μｍ）となる。
このため、対物レンズ１５の倍率が切り替えられて画像の範囲が変わった場合にも、その画像に適したピッチで試料台２を移動させることができるようになっている。
【００４３】
ＣＰＵ６１は、かかる位置調整プログラム６３３を実行することにより、駆動機構部３Ａ及びＡＦ（Ｚ）ステージ４と共に、位置調整手段として機能している。
【００４４】
光量調整プログラム６３４は、例えば、ユーザによりマウス７２に第３指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて照明装置１１からの光の光量を変化させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的には、ユーザによりマウス７２に第３指示がなされた場合、マウス７２からは、カーソルＫの移動方向及び移動量に関する情報を含む操作信号がＣＰＵ６１に出力される。
すると、ＣＰＵ６１は、光量調整プログラム６３４を実行することにより、マウス７２からの操作信号に基づいて、カーソルＫの移動量に応じた分だけ照明装置１１からの光の光量を大きく或いは小さく変更する。
ＣＰＵ６１は、かかる光量調整プログラム６３４を実行することにより、光量調整手段として機能している。
【００４５】
ターレット回転プログラム６３５は、例えば、ユーザによりマウス７２に第４指示がなされた場合、ターレット１６を回転させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的にが、ユーザによりマウス７２に第４指示がなされた場合、マウス７２から、中央釦７２ｃの押下時間等に関する情報を含む操作信号がＣＰＵ６１に出力される。
すると、ＣＰＵ６１は、ターレット回転プログラム６３５を実行することにより、押下時間が所定の長さを越えたと判断した場合に、ターレット駆動機構部１６Ａを制御して、ターレット１６の回転を開始させ、押下が止められるまで継続して回転を続けさせる。
なお、中央釦７２ｃが押下された状態でマウス７２が右方向にドラッグ操作された場合にはターレット１６を右回転させ、中央釦７２ｃが押下された状態でマウス７２が左方向にドラッグ操作された場合、ターレット１６を左回転させる等の制御を行う構成とすることもできる。
ＣＰＵ６１は、かかるターレット回転プログラム６３５を実行することにより、ターレット駆動機構部１６Ａと共にターレット回転手段として機能している。
【００４６】
硬さ測定部制御プログラム６３６は、例えば、硬さ測定部１に所定の動作を実行させる機能をＣＰＵ６１に実現させるプログラムである。
具体的に、ＣＰＵ６１は、硬さ測定部制御プログラム６３６を実行することにより、圧子１４ａ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、カメラ１２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。
【００４７】
なお、本実施形態の硬さ試験機１００は、上記したＸＹステージ制御プログラム６３１、オートフォーカスプログラム６３２を備えない構成であっても良い。
【００４８】
次に、本実施形態の硬さ試験機１００の作用について説明する。
上記構成の硬さ試験機１００においては、マウス７２の操作により、ＸＹステージ３、ＡＦ（Ｚ）ステージ４、照明装置１１、ターレット１６等の各部を調整することが可能である。
【００４９】
例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１指示として、左釦７２ａが押下された状態で、マウス７２が任意の方向にドラッグ操作された場合、モニタ８上の画像がカーソルＫの移動に合せて移動するように、ＸＹステージ３が水平方向に移動する。
【００５０】
また、図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２指示として、右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の一方向（ここでは、Ｙ方向）にドラッグ操作された場合、モニタ８上のカーソルＫの移動に合わせて、ＡＦ（Ｚ）ステージ４が高さ方向に移動する。
【００５１】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、第３指示として、右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の一方向（ここでは、Ｘ方向）にドラッグ操作された場合、モニタ８上のカーソルＫの移動に合わせて、モニタ８に表示されている画像の明暗が任意の明るさに変更される。
【００５２】
また、図８（ａ）（ｂ）に示すように、第４指示として、中央釦７２ｃが押下された場合、ターレット１６が回転されて、対物レンズ１５が切り替えられる。
【００５３】
以上のように、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、対物レンズ１５を介して試料Ｓの表面を撮像するカメラ１２と、カメラ１２により撮像された試料Ｓの表面画像とカーソルＫとを表示可能なモニタ８と、カーソルＫの移動によりモニタ８に表示された試料Ｓの表面画像の水平方向の移動を指示する第１指示と、カーソルＫの移動により試料台２の高さの変更を指示する第２指示と、を受け付けるマウス７２と、ユーザにより第１指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を水平方向に移動させると共に、ユーザにより第２指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて試料台２を高さ方向に移動させる位置調整手段（ＣＰＵ６１、位置調整プログラム６３３）と、を備えている。
ここで、マウス７２は、左釦７２ａ及び右釦７２ｂを有し、ユーザによるドラッグ操作受け付け可能であって、第１指示は、ユーザにより左釦７２ａが押下された状態で、マウス７２をドラッグ操作された場合に実行され、第２指示は、ユーザにより右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の第１の方向（Ｙ方向）にドラッグ操作された場合に実行される。
このため、マウス７２操作のみで試料台２を水平方向及び高さ方向に移動させることができる。
また、目線をモニタ８に表示された画像に向けたままで、水平方向及び高さ方向の試料Ｓの微量な位置調整を容易に行うことができる。
また、モニタ８上に、試料Ｓの表面画像が表示される画面と別に位置調整等を行うための操作バーを設ける必要がないため、モニタ８の画面構成を簡素化することができる。
よって、測定を行う際の操作性を良好にすることができる。
【００５４】
また、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、マウス７２は、カーソルＫの移動によりモニタ８に表示された画面の明暗を変化させる第３指示を受け付け可能であって、試料Ｓの表面に光を照射する照明装置１１と、ユーザにより第３指示がなされた場合、カーソルＫの移動に合わせて照明装置１１からの光の光量を変化させる光量調整手段（ＣＰＵ６１、光量調整プログラム６３４）と、を備えている。
ここで、第３指示は、ユーザにより右釦７２ｂが押下された状態で、マウス７２が所定の第２の方向（Ｘ方向）にドラッグ操作された場合に実行される。
このため、マウス７２操作のみで照明装置１１から試料Ｓの表面に対して照射される光の光量を変更することができ、目線をモニタ８に表示された画像に向けたままで、画面の明暗を調整することができる。
よって、測定を行う際の操作性をより良好にすることができる。
【００５５】
また、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、マウス７２は、対物レンズ１５の倍率を切り替える第４指示を受け付け可能であり、圧子１４ａ及び複数の対物レンズ１５の搭載されたターレット１６と、ユーザにより第４指示がなされた場合、ターレット１６を回転させるターレット回転手段（ＣＰＵ６１、ターレット回転プログラム６３５）と、を備えている。
ここで、マウス７２は、中央釦７２ｃを有し、第４指示は、ユーザにより中央釦７２ｃが押下された場合に実行される。
このため、マウス７２の操作により、対物レンズ１５を切り替えることができ、測定を行う際の操作性をより良好にすることができる。
【００５６】
また、本実施形態の硬さ試験機１００によれば、位置調整手段は、対物レンズ１５の倍率が高くなるにつれて、カーソルＫの移動量に対する試料台２の水平方向及び高さ方向の移動量を小さくするよう制御している。
このため、複数の異なる倍率の対物レンズ１５が搭載された硬さ試験機１００において、対物レンズ１５を切り替えたとしても、その倍率にあったピッチで試料台２を移動させることになるため、測定を行う際の操作性をより良好にすることができる。
【００５７】
なお、上記実施形態においては、マウス操作により第１指示や第２指示が行われた場合、ＸＹステージ３やＡＦ（Ｚ）ステージ４（試料台２）が移動する構成を例示して説明したが、試料台２の代わりにカメラ１２（対物レンズ１５の位置）が水平方向或いは高さ方向に移動する構成とすることもできる。
【００５８】
また、モニタ８に表示されるカーソルＫの近傍に、マウス７２の指示操作と、これに対応した硬さ試験機１００の各部の動作を案内した案内表示を表示させることとしても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１００ 硬さ試験機
１０ 試験機本体
１ 硬さ測定部
２ 試料台
３ ＸＹステージ
３Ａ ＸＹステージ駆動機構部（位置調整手段）
４ ＡＦ（Ｚ）ステージ（位置調整手段）
５ 昇降機構部
６ 制御部
６１ ＣＰＵ（位置調整手段、光量調整手段、ターレット回転手段）
６２ ＲＡＭ
６３ 記憶部
６３１ ＸＹステージ制御プログラム
６３２ オートフォーカスプログラム
６３３ 位置調整プログラム（位置調整手段）
６３４ 光量調整プログラム（光量調整手段）
６３５ ターレット回転プログラム（ターレット回転手段）
６３６ 測定部制御プログラム
７ 操作部
７１ キーボード
７２ マウス（ポインティングデバイス）
７２ａ 左釦（第１の押し釦）
７２ｂ 右釦（第２の押し釦）
７２ｃ 中央釦（第３の押し釦）
８ モニタ（表示手段）
１１ 照明装置（照明手段）
１２ カメラ（撮像手段）
１４ 圧子軸
１４ａ 圧子
１５ 対物レンズ
１５ａ 高倍対物レンズ
１５ｂ 低倍対物レンズ
１６ ターレット
１６Ａ ターレット駆動機構部（ターレット回転手段）
Ｓ 試料
Ｋ カーソル
【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、
対物レンズを介して試料の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された試料の表面画像とカーソルとを表示可能な表示手段と、
前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された試料の表面画像の移動を指示する第１指示と、前記カーソルの移動により前記試料台の高さの変更を指示する第２指示と、を受け付けるポインティングデバイスと、
ユーザにより前記第１指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を水平方向に移動させると共に、ユーザにより前記第２指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を高さ方向に移動させる位置調整手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。
【請求項２】
前記ポインティングデバイスは、第１の押し釦及び第２の押し釦を有し、ユーザによるドラッグ操作を受け付け可能であって、
前記第１指示は、ユーザにより前記第１の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスがドラッグ操作された場合に実行され、
前記第２指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが所定の第１の方向にドラッグ操作された場合に実行され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】
前記ポインティングデバイスは、前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された画面の明暗を変化させる第３指示を受け付け可能であって、
試料の表面に光を照射する照明手段と、
ユーザにより前記第３指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記照明手段からの光の光量を変化させる光量調整手段と、
を備え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。
【請求項４】
前記第３指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが前記第１の方向と異なる所定の第２の方向にドラッグ操作された場合に実行されることを特徴とする請求項３に記載の硬さ試験機。
【請求項５】
前記ポインティングデバイスは、前記対物レンズの倍率を切り替える第４指示を受け付け可能であって、
前記圧子及び複数の前記対物レンズの搭載されたターレットと、
ユーザにより前記第４指示がなされた場合、前記ターレットを回転させるターレット回転手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の硬さ試験機。
【請求項６】
前記ポインティングデバイスは、第３の押し釦を有し、
前記第４指示は、ユーザにより前記第３の押し釦が押下された場合に実行されることを特徴とする請求項５に記載の硬さ試験機。
【請求項７】
前記位置調整手段は、前記対物レンズの倍率が高くなるにつれて、前記カーソルの移動量に対する前記試料台の水平方向及び高さ方向の移動量を小さくすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の硬さ試験機。
【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、
対物レンズを介して試料の表面を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された試料の表面画像とカーソルとを表示可能な表示手段と、
前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された試料の表面画像の移動を指示する第１指示と、前記カーソルの移動により前記試料台の高さの変更を指示する第２指示と、を受け付けるポインティングデバイスと、
ユーザにより前記第１指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を水平方向に移動させると共に、ユーザにより前記第２指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記試料台を高さ方向に移動させる位置調整手段と、
を備えることを特徴とする硬さ試験機。
【請求項２】
前記ポインティングデバイスは、第１の押し釦及び第２の押し釦を有し、ユーザによるドラッグ操作を受け付け可能であって、
前記第１指示は、ユーザにより前記第１の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスがドラッグ操作された場合に実行され、
前記第２指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが所定の第１の方向にドラッグ操作された場合に実行され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】
前記ポインティングデバイスは、前記カーソルの移動により前記表示手段に表示された画面の明暗を変化させる第３指示を受け付け可能であって、
試料の表面に光を照射する照明手段と、
ユーザにより前記第３指示がなされた場合、前記カーソルの移動に合わせて前記照明手段からの光の光量を変化させる光量調整手段と、
を備え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。
【請求項４】
前記第３指示は、ユーザにより前記第２の押し釦が押下された状態で、前記ポインティングデバイスが前記第１の方向と異なる所定の第２の方向にドラッグ操作された場合に実行されることを特徴とする請求項３に記載の硬さ試験機。
【請求項５】
前記ポインティングデバイスは、前記対物レンズの倍率を切り替える第４指示を受け付け可能であって、
前記圧子及び複数の前記対物レンズの搭載されたターレットと、
ユーザにより前記第４指示がなされた場合、前記ターレットを回転させるターレット回転手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の硬さ試験機。
【請求項６】
前記ポインティングデバイスは、第３の押し釦を有し、
前記第４指示は、ユーザにより前記第３の押し釦が押下された場合に実行されることを特徴とする請求項５に記載の硬さ試験機。
【請求項７】
前記位置調整手段は、前記対物レンズの倍率が高くなるにつれて、前記カーソルの移動量に対する前記試料台の水平方向及び高さ方向の移動量を小さくすることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の硬さ試験機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−５０３８２（Ｐ２０１３−５０３８２Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８８４７２（Ｐ２０１１−１８８４７２）
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３１日（２０１１．８．３１）
【出願人】（０００１３７６９４）株式会社ミツトヨ (979)
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