JP2684384B2 - Hardness measuring device - Google Patents
Hardness measuring deviceInfo
- Publication number
- JP2684384B2 JP2684384B2 JP63164358A JP16435888A JP2684384B2 JP 2684384 B2 JP2684384 B2 JP 2684384B2 JP 63164358 A JP63164358 A JP 63164358A JP 16435888 A JP16435888 A JP 16435888A JP 2684384 B2 JP2684384 B2 JP 2684384B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- indentation
- sample
- optical system
- imaging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、試料の圧痕を光学的に拡大し、画像処理の
分野でブリネル圧痕直径やビッカース対角線を高精度で
測定する装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for optically enlarging an indentation of a sample and measuring the Brinell indentation diameter and Vickers diagonal with high accuracy in the field of image processing.
従来技術 材料の硬度は、ブリネル硬度であれば試料に円形の圧
痕を形跡し、その直径を測定することにより、またビッ
カース硬度であれば、試料に菱形の圧痕を形成し、その
対角線を測定し、それぞれ固有の計算式によって求めら
れる。このような試料が通常の顕微鏡のように、試料台
の上に載せられると、試料の高さが変わると、そのたび
に合焦操作が必要となるため、焦点合わせが繁雑であ
り、また時間的な処理能力に限界がある。If the hardness of the conventional material is Brinell hardness, a circular indentation is formed on the sample and its diameter is measured.If it is Vickers hardness, a diamond-shaped indentation is formed on the sample and the diagonal line is measured. , Each is calculated by a unique calculation formula. When such a sample is placed on the sample table like an ordinary microscope, when the height of the sample changes, a focusing operation is required each time, so focusing is complicated and time is required. Processing capacity is limited.
一方、試料の圧痕は、通常測定用の顕微鏡などの光学
的な手段によって全体的に拡大され、撮像カメラによっ
て電気的な信号に変換される。ところが、その拡大過程
で、常に圧痕の全体が光学的な視野に収まるように拡大
されるため、固定的な倍率での拡大に限界があり、読み
取り誤差が発生し易く、高精度の測定が困難である。On the other hand, the indentation of the sample is generally magnified by optical means such as a microscope for measurement, and converted into an electrical signal by the imaging camera. However, in the expansion process, the entire indentation is always expanded so that it fits within the optical field of view, so there is a limit to expansion at a fixed magnification, and read errors easily occur, making it difficult to perform high-precision measurement. Is.
発明の目的 したがって、本発明の第１の目的は、硬度測定用の試
料を常に合焦位置に設定することにより、焦点合わせ操
作を不要とすることである。OBJECT OF THE INVENTION Therefore, a first object of the present invention is to eliminate the need for a focusing operation by always setting the hardness measurement sample at the in-focus position.
また、第２の目的は、撮像対象の圧痕を必要な部分だ
け光学的に取り出し、圧痕の直径または対角線の読み取
り誤差を少なくすることである。A second purpose is to optically take out only a necessary portion of the indentation to be imaged, and reduce the reading error of the diameter or the diagonal line of the indentation.
発明の解決手段 そこで、本発明は、上記第１の目的と対応し、試料を
測定光学系に対し、常に合焦位置に設置することによ
り、測定過程で合焦操作を省略できるようにしている。
このため、圧痕の形成位置を下向きとして、測定対象の
試料を試料台の上に載せるか、または試料の圧痕形成面
と光学系との間に合焦規制体を介在させることによっ
て、画像の結像状態を実際に観測しなくても、簡単に合
焦状態が得られる。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention addresses the above-mentioned first object and makes it possible to omit the focusing operation during the measurement process by always placing the sample in the focusing position with respect to the measurement optical system. .
For this reason, with the indentation forming position facing downward, the sample to be measured is placed on the sample table, or the focusing regulator is interposed between the indentation forming surface of the sample and the optical system to form the image. The focused state can be easily obtained without actually observing the image state.
また、本発明は、上記第２の目的と対応し、試料の圧
痕部分の画像を二分割し、一方の撮像位置で圧痕画像の
全体を撮像するとともに、他方の撮像位置で光学系内の
プリズムによって、圧痕の像を対角線方向に四分割し、
硬度の計算に必要な部分のみを部分的に拡大しながら取
り出すことによって、測定誤差を未然に防止するように
している。Further, the present invention corresponds to the above second object and divides the image of the indentation portion of the sample into two parts, and captures the entire indentation image at one imaging position, and at the other imaging position, the prism in the optical system. Divides the image of the indentation into four in the diagonal direction,
By taking out only the part necessary for the hardness calculation while partially enlarging it, a measurement error is prevented.
発明の構成 まず、第１図は、本発明の硬度測定装置１の構成を示
している。測定対象の試料２は、公知の搬送手段によっ
て、試料台の上まで運ばれてくる。この搬送過程で、試
料２の上面に円形または菱形の圧痕４が形成される。そ
して、この形成後に、試料台２は、ハンドリング装置な
どによって反転され、圧痕４を下向きの状態として試料
台３の上に載せられる。この結果、圧痕４は、下向き状
態となり、試料台３の開口５に臨んでいる。Structure of the Invention First, FIG. 1 shows the structure of a hardness measuring apparatus 1 of the present invention. The sample 2 to be measured is carried to the top of the sample table by a known carrying means. During this transportation process, circular or diamond-shaped indentations 4 are formed on the upper surface of the sample 2. Then, after this formation, the sample table 2 is inverted by a handling device or the like and placed on the sample table 3 with the indentation 4 facing downward. As a result, the indentation 4 faces downward and faces the opening 5 of the sample table 3.
そして、この試料２の圧痕４は、光学系６により、光
学像として拡大され、かつ二方向に分割されて、２台の
撮像カメラ７、８の部分に導かれる。この撮像カメラ
７、８は、ビデオスイッチ９および画像メモリ10を介し
画像処理装置11に接続されている。なお、この画像処理
装置11は、コンピュータによって構成されており、圧痕
４の測定に必要な画像処理のプログラムや、硬度の演算
に必要なプログラムを備えており、また必要に応じ、上
記画像メモリ10の内容をモニター12によって観測できる
状態とする。Then, the indentation 4 of the sample 2 is enlarged as an optical image by the optical system 6 and divided in two directions, and is guided to the two imaging cameras 7 and 8. The imaging cameras 7 and 8 are connected to an image processing device 11 via a video switch 9 and an image memory 10. The image processing apparatus 11 is composed of a computer, and is provided with an image processing program necessary for measuring the indentations 4 and a program necessary for calculating hardness, and if necessary, the image memory 10 described above. The contents of the above can be observed by the monitor 12.
次に、第２図は光学系６の構成を示している。この光
学系６は、試料台３の上面すなわち圧痕４の位置からそ
れぞれの撮像カメラ７、８の合焦位置に設置されてお
り、圧痕４を含む光軸上で、対物レンズ13、ハーフミラ
ー14、分光プリズム15、２つの四角錘状のプリズム16、
17を備えており、またそれぞれのプリズム16、17の各角
錐面と対応する４箇所の位置で、直角プリズム18、19を
収納するとともに、ハーフミラー14、分光プリズム15と
対応する位置で、レンズ20、21および照明用のランプ22
を収納している。そして、前記撮像カメラ７は、対物レ
ンズ13、プリズム16、17を含む光軸上の撮像位置に組み
込まれており、また撮像カメラ８は、分光プリズム15、
レンズ20と対応する撮像位置に組み込まれている。これ
らの撮像カメラ７、８は、光学系６を通じ、試料台３の
上の圧痕４を焦点合わせ走査なしで撮像できる状態で、
光学系の鏡筒部分に一体的に組み込まれている。Next, FIG. 2 shows the configuration of the optical system 6. This optical system 6 is installed on the upper surface of the sample table 3, that is, from the position of the indentation 4 to the focus position of the respective imaging cameras 7 and 8, and on the optical axis including the indentation 4, the objective lens 13 and the half mirror 14 are placed. , Spectral prism 15, two quadrangular pyramid prisms 16,
The prisms 17 and 17 house the right-angle prisms 18 and 19 at four positions corresponding to the respective pyramidal surfaces of the respective prisms 16 and 17, and the lenses at the positions corresponding to the half mirror 14 and the spectral prism 15. 20, 21 and lamps for lighting 22
Is stored. Further, the image pickup camera 7 is incorporated at an image pickup position on the optical axis including the objective lens 13 and the prisms 16 and 17, and the image pickup camera 8 includes the spectral prism 15 and
It is incorporated in the imaging position corresponding to the lens 20. These imaging cameras 7 and 8 are capable of imaging the indentations 4 on the sample table 3 through the optical system 6 without focusing scanning,
It is integrated into the barrel of the optical system.
発明の作用 試料２の上面に圧痕４が形成された後、この試料２
は、反転されながら、試料台３の上に置かれる。このと
き、圧痕４は、開口５の部分に臨み、照明用のランプ22
によって撮像可能な明るさとなり、また撮像カメラ７、
８によってそのまま撮像できる状態となる。ここで、一
方の撮像カメラ８は、第３図に示すように、円または菱
形の圧痕４の全体をそのまま撮像している。これに対
し、撮像カメラ７は、圧痕４の硬度計算に必要な部分す
なわちエッジのみを対角線上で分割し、かつ拡大した状
態で撮像する。この場合の拡大状況は、プリズム16、18
を光軸の方向に変位させることによって任意に設定でき
る。そして、これらの光学的な圧痕像は、撮像カメラ
７、８によって走査され、ディジタル的な画像信号に変
換され、画像メモリ10に記憶される。このあと、画像処
理装置11は、画像処理のプログラムに基づいて、光学系
６の倍率を考慮しながら、撮像カメラ７の画像信号から
圧痕画像の直径または対角線の長さを画像処理によって
測定し、その測定結果から硬度演算を自動的に求め、モ
ニター12で表示するか、またはプリンタなどに記録して
いく。Effect of the Invention After the indentation 4 is formed on the upper surface of the sample 2, the sample 2
Is placed on the sample table 3 while being inverted. At this time, the indentation 4 faces the portion of the opening 5, and the lamp 22 for illumination is used.
And the image pickup camera 7,
By 8 the image is ready to be captured. Here, as shown in FIG. 3, one of the image pickup cameras 8 takes an image of the entire circular or rhombic indentation 4 as it is. On the other hand, the imaging camera 7 divides only the portion required for the hardness calculation of the indentation 4, that is, the edge, on a diagonal line, and takes an image in an enlarged state. In this case, the enlargement status is prisms 16 and 18.
Can be set arbitrarily by displacing in the direction of the optical axis. Then, these optical indentation images are scanned by the imaging cameras 7 and 8, converted into digital image signals, and stored in the image memory 10. After that, the image processing device 11 measures the diameter of the indentation image or the length of the diagonal line from the image signal of the imaging camera 7 by image processing while considering the magnification of the optical system 6 based on the image processing program. The hardness calculation is automatically obtained from the measurement result and displayed on the monitor 12 or recorded on a printer or the like.
一方、この測定過程で、測定者は、ビデオスイッチ９
を切り換えることによって、圧痕像の全体部分を視覚的
に確認することにより、観測状況を確認できる。On the other hand, during this measurement process, the measurer is
By switching between, the observation situation can be confirmed by visually confirming the entire part of the indentation image.
このように、資料２が資料台３の上に圧痕４の形成部
分を下面として置かれるため、圧痕４は、常に光学系６
および２台の撮像カメラ７、８に対し、合焦状態で設置
されることになる。したがって、試料２の厚みが変化し
たとしても、光学系６および２台の撮像カメラ７、８
は、初期の設置状態のままで観測できることになる。In this way, since the material 2 is placed on the material table 3 with the portion where the indentations 4 are formed as the lower surface, the indentations 4 are always kept in the optical system 6
And the two imaging cameras 7 and 8 are installed in a focused state. Therefore, even if the thickness of the sample 2 changes, the optical system 6 and the two imaging cameras 7 and 8
Will be observable in the initial installation state.
ここで、例えば、2/3インチ（8.8×6.6〔mm〕）の撮
像カメラを使用して、圧痕径５〔mm〕とすれば、全体像
の撮像時は、光学的倍率が１倍となり、そのときの分解
能は、画像メモリ10が240分割とすれば、6.6÷240＝28
〔μｍ〕程度である。しかし、光学系６のプリズムの変
位によって、圧痕像のエッジ部分が10倍に光学的に拡大
すれば、そのときの分解能は2.8〔μｍ〕まで高めら
れ、その結果その測定精度は10倍程度高められることに
なる。Here, for example, if a 2/3 inch (8.8 × 6.6 [mm]) imaging camera is used and the indentation diameter is 5 [mm], the optical magnification becomes 1 × when capturing the entire image, If the image memory 10 is divided into 240, the resolution at that time is 6.6 ÷ 240 = 28.
It is about [μm]. However, if the edge part of the indentation image is optically magnified 10 times by the displacement of the prism of the optical system 6, the resolution at that time is increased to 2.8 [μm], and as a result, the measurement accuracy is increased about 10 times. Will be done.
発明の他の実施例 上記実施例は、試料２の試料台３の上に下向きの状態
で設置しているが、第４図に示す通り、この試料２を反
転しないで、試料台３の上にそのまま置き、光学系６と
一体的な撮像カメラ７、８を光学系６のケーシング部分
に設けられた遮光兼用の距離規制体23によって合焦状態
に設定するようにしてもよい。この場合、光学系６と一
体的な撮像カメラ７、８は、自動的な上下運動機構によ
り、また測定者の操作によって、試料２の上面に当てが
われ、距離規制体23によって試料２の上面と光学系６と
の距離が合焦距離に設置される。Other Embodiments of the Invention In the above-mentioned embodiment, the sample 2 is installed on the sample table 3 in a downward direction, but as shown in FIG. Alternatively, the image pickup cameras 7 and 8 integrated with the optical system 6 may be set in focus by the light blocking / distance regulating body 23 provided in the casing of the optical system 6. In this case, the imaging cameras 7 and 8 integrated with the optical system 6 are applied to the upper surface of the sample 2 by the automatic vertical movement mechanism and the operation of the measurer, and the distance regulating body 23 allows the upper surface of the sample 2 to be covered. And the optical system 6 are set to the focusing distance.
発明の効果 本発明では、次の効果が得られる。Effects of the Invention The present invention has the following effects.
まず、測定対象の試料と光学系および撮像カメラとの
距離が試料の厚みにかかわらず、常に合焦距離に設定さ
れるため、試料毎の合焦操作が必要とされず、それだけ
測定速度が早められる。First, the distance between the sample to be measured and the optical system and imaging camera is always set to the focusing distance regardless of the thickness of the sample, so focusing operation for each sample is not required, and the measurement speed is faster. To be
また、試料の圧痕が光学系によって測定に必要なエッ
ジ部分だけ光学的に取り出されるため、撮像過程や画像
処理過程での読み取り誤差が少なくなり、その分、硬度
の測定精度が高められる。Further, since the indentation of the sample is optically taken out by the optical system only in the edge portion necessary for the measurement, the reading error in the imaging process and the image processing process is reduced, and the hardness measurement accuracy is improved accordingly.
さらに、このような測定過程で、圧痕の全体像と部分
像とが必要に応じ切り換えられるため、実際の測定過程
が視覚的に確認できる。Further, in such a measuring process, the whole image and the partial image of the indentation are switched as needed, so that the actual measuring process can be visually confirmed.
第１図は硬度測定装置の全体的な側面図、第２図は光学
系の構成図、第３図は２つの撮像カメラの画像の説明
図、第４図は他の実施例の要部の断面図である。 １……硬度測定装置、２……試料、３……試料台、４…
…圧痕、５……開口、６……光学系、７、８……撮像カ
メラ、９……ビデオスイッチ、10……画像メモリ、11…
…画像処理装置、12……モニター。FIG. 1 is an overall side view of the hardness measuring device, FIG. 2 is a configuration diagram of an optical system, FIG. 3 is an explanatory diagram of images of two imaging cameras, and FIG. 4 is a main part of another embodiment. FIG. 1 ... Hardness measuring device, 2 ... Sample, 3 ... Sample stand, 4 ...
… Indentations, 5 …… Apertures, 6 …… Optical system, 7,8 …… Imaging camera, 9 …… Video switch, 10 …… Image memory, 11…
… Image processing device, 12… Monitor.
Claims (2)
圧痕を光学的に拡大しながら２つの撮像位置に導く光学
系と、各撮像位置に設けられ圧痕の像を走査してディジ
タル的な画像信号に変換する２台の撮像カメラと、この
２台の撮像カメラからの画像信号を選択的に切り換える
ビデオスイッチと、上記画像信号を１フレームとして記
憶する画像メモリと、上記画像メモリの圧痕画像から圧
痕の測定長さを画像処理により求め、所定の計算式から
硬度を演算により求める画像処理装置と、上記画像信号
を確認可能な状態で写し出すモニターとからなり、 上記光学系に圧痕を対角線方向に四分割するプリズムを
組み込んでなることを特徴とする硬度測定装置。1. An indentation forming position of a sample is opposed at a focusing distance,
An optical system that guides the indentations to the two imaging positions while optically enlarging it, two imaging cameras that are provided at each imaging position to scan the image of the indentation and convert it into a digital image signal, and these two imaging cameras. A video switch for selectively switching the image signal from the image pickup camera, an image memory for storing the image signal as one frame, a measurement length of the impression from the impression image of the image memory is obtained by image processing, and a predetermined calculation formula is obtained. The hardness measurement is characterized by comprising an image processing device for obtaining the hardness from the above, and a monitor for projecting the image signal in a observable state, and incorporating a prism for dividing the indentation into four in a diagonal direction in the optical system. apparatus.
な状態で組み込んでなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の硬度測定装置。2. The hardness measuring device according to claim 1, wherein a part of the prism is incorporated so as to be displaceable in the optical axis direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164358A JP2684384B2 (en) | 1988-01-29 | 1988-07-01 | Hardness measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164358A JP2684384B2 (en) | 1988-01-29 | 1988-07-01 | Hardness measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01195339A JPH01195339A (en) | 1989-08-07 |
| JP2684384B2 true JP2684384B2 (en) | 1997-12-03 |
Family
ID=15791632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164358A Expired - Lifetime JP2684384B2 (en) | 1988-01-29 | 1988-07-01 | Hardness measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2684384B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013050379A (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-14 | Mitsutoyo Corp | Hardness-testing machine |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5048654U (en) * | 1973-08-30 | 1975-05-14 | ||
| JPS5822938A (en) * | 1981-08-03 | 1983-02-10 | Komatsu Ltd | Automatic reader of brinell hardness meter |
| JPS6189148U (en) * | 1984-11-16 | 1986-06-10 |
-
1988
- 1988-07-01 JP JP63164358A patent/JP2684384B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01195339A (en) | 1989-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5260825A (en) | Microscope | |
| JP4923541B2 (en) | microscope | |
| KR101068078B1 (en) | Image pickup apparatus, image pickup lens, and data writing method to image pickup lens | |
| US6795238B2 (en) | Electronic camera for microscope | |
| JPH0117523B2 (en) | ||
| JP5231610B2 (en) | Microscope system and observation method | |
| JP2004061942A (en) | Microscope system | |
| JP2005128493A (en) | Microscope system | |
| JP2004191959A (en) | Microscopic image photographing apparatus | |
| US6341035B1 (en) | Confocal microscope | |
| JP4725967B2 (en) | Minute height measuring device and displacement meter unit | |
| JP2684384B2 (en) | Hardness measuring device | |
| JP4603177B2 (en) | Scanning laser microscope | |
| JP4963567B2 (en) | Minute height measuring device | |
| JPH0821961A (en) | Autofocusing device of microscope | |
| JP3489275B2 (en) | Hardness tester | |
| JP3518925B2 (en) | Automatic image forming equipment for scanning microscope | |
| JP2000278558A (en) | Digital camera for microscope | |
| EP0388812B1 (en) | Microscope | |
| JP2001012926A (en) | Three-dimensional inspection apparatus for object | |
| JPH08190053A (en) | Confocal scanning optical microscope | |
| JP7287533B2 (en) | Inspection system, inspection method and program | |
| CN112470010B (en) | Scanning probe microscope and control device for scanning probe microscope | |
| JP3645625B2 (en) | Microscope automatic focus detection method, microscope automatic focus detection device, and microscope using the same | |
| JPH06308393A (en) | Automatic image forming device for scanning optical microscope |