JP6278512B2 - Information processing method, information processing system, information processing apparatus, and program - Google Patents
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Description
本発明は、情報処理方法、情報処理システム、情報処理装置、およびプログラムに関する。 The present invention relates to an information processing method, an information processing system, an information processing apparatus, and a program.
従来、金属など物質の硬さなど機械的特性を計測する方法が知られている(例えば、非特許文献1乃至非特許文献5)。 Conventionally, a method of measuring mechanical properties such as hardness of a substance such as metal is known (for example, Non-Patent Document 1 to Non-Patent Document 5).
また、計測装置が計測対象に荷重をかけてできる窪みの投影接触面積を光学的に観察し、計測する方法が知られている(例えば、非特許文献5、特許文献1、および特許文献2)。 In addition, a method is known in which a measurement contact device optically observes and measures a projected contact area of a depression that can be applied to a measurement target (for example, Non-Patent Document 5, Patent Document 1, and Patent Document 2). .
しかしながら、従来の方法では、面積を利用する際、圧子の接触面を撮像した画像と、圧子の押し込み荷重、および硬さから計算できる面積を示す画像と、の比較が難しかったため、力学的な特性の計測が難しい場合があった。 However, in the conventional method, when using the area, it was difficult to compare the image obtained by imaging the contact surface of the indenter with the image showing the area that can be calculated from the indentation load and hardness of the indenter. Sometimes it was difficult to measure.
本発明の1つの側面は、力学的な特性の計測を行いやすくすることを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to facilitate measurement of mechanical characteristics.
一態様における、計測装置と、情報処理装置と、を有する情報処理システムに行わせる試料の試験に係る情報処理方法であって、前記計測装置は、前記試料に荷重を加える加圧手段と、前記荷重を計測する計測手段と、前記加圧手段で前記試料に荷重を加える箇所を撮像する撮像手段と、を有し、前記情報処理装置に、前記撮像手段が撮影した撮像画像を取得させる画像取得手順と、前記計測手段が計測した計測結果を取得させる計測結果取得手順と、少なくとも前記撮像画像を解析した解析画像を生成させる生成手順と、少なくとも前記撮像画像と、前記解析画像と、を比較するための比較画像を出力させる出力手順と、少なくとも基準片の硬さを含む基準片の情報を取得させる入力手順と、前記硬さと、前記計測結果と、に基づいて理論面積を計算させる理論面積計算手順とを実行させ、前記比較画像は、前記理論面積に基づく参考画像を有することを特徴とする。
In one aspect, an information processing method according to a sample test to be performed by an information processing system having a measurement device and an information processing device, wherein the measurement device includes a pressurizing unit that applies a load to the sample, Image acquisition comprising: a measuring unit that measures a load; and an imaging unit that images a portion where a load is applied to the sample by the pressurizing unit, and causes the information processing apparatus to acquire a captured image captured by the imaging unit A procedure, a measurement result acquisition procedure for acquiring a measurement result measured by the measuring unit, a generation procedure for generating an analysis image obtained by analyzing at least the captured image, and at least the captured image and the analysis image are compared. an output procedure to output the comparison image for an input procedure for obtaining the information of the reference piece, including the hardness of at least the reference piece, the and hardness, the measurement result, the theory on the basis of the To execute the theoretical area calculation procedure for calculating the product, the comparison image is characterized by having a reference image based on the theory area.
力学的な特性の計測を行いやすくすることができる。 This makes it easier to measure mechanical properties.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
<第1実施形態>
<全体構成>
図1は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの全体構成の一例を説明する概略図である。
<First Embodiment>
<Overall configuration>
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of an information processing system according to an embodiment of the present invention.
情報処理システムは、例えば情報処理システム1である。以下、情報処理システム1を例に説明する。 The information processing system is, for example, the information processing system 1. Hereinafter, the information processing system 1 will be described as an example.
情報処理システム1は、情報処理装置11と、計測装置12と、を有する。情報処理システム1は、ディスプレイ3と接続する。 The information processing system 1 includes an information processing device 11 and a measurement device 12. The information processing system 1 is connected to the display 3.
情報処理装置11は、ユーザに計測装置12に係る操作を入力させ、ユーザの操作に基づいて各種命令、および計測条件などを計測装置12に入力する。 The information processing apparatus 11 causes the user to input an operation related to the measurement apparatus 12 and inputs various commands, measurement conditions, and the like to the measurement apparatus 12 based on the user's operation.
情報処理装置11は、計測装置12が撮像した画像、および計測結果などをディスプレイ3に出力する。 The information processing apparatus 11 outputs the image captured by the measurement apparatus 12 and the measurement result to the display 3.
計測装置12は、試料2の計測を行う。計測装置12は、試料2の力学的な物性値を計測するための装置である。 The measuring device 12 measures the sample 2. The measuring device 12 is a device for measuring a mechanical property value of the sample 2.
計測装置12は、カメラ12H2と、圧子12H3と、を有する。計測装置12の有する各要素は、図示するようにフレーム12H1に組み付けて構成される。 The measuring device 12 has a camera 12H2 and an indenter 12H3. Each element of the measuring device 12 is configured to be assembled to the frame 12H1 as shown in the figure.
カメラ12H2は、光学系である顕微鏡12H15と接続している。 The camera 12H2 is connected to a microscope 12H15 that is an optical system.
情報処理システム1は、例えばいわゆる計装化インデンテーション法によって力学的な物性値を計測する。計装化インデンテーション法は、例えば圧子12H3を試料2に押し込み、圧子12H3が試料2にかける負荷荷重、押し込み深さ、または接触面積などを計測し、圧子12H3の形状、および特性に基づいて試料2の計測を行う。以下、計装化インデンテーション法による計測を行う場合を例に説明する。 The information processing system 1 measures dynamic physical property values by, for example, a so-called instrumented indentation method. In the instrumented indentation method, for example, the indenter 12H3 is pushed into the sample 2, the load applied by the indenter 12H3 to the sample 2, the depth of indentation, or the contact area is measured, and the sample is based on the shape and characteristics of the indenter 12H3 2 is measured. Hereinafter, a case where measurement by the instrumented indentation method is performed will be described as an example.
圧子12H3は、計装化インデンテーション法の場合、試料2に対して押し込まれる治具である。押し込みの際、計測装置12は、圧子12H3の接触深さを計測できないため、接触深さの代替としての押し込み深さを計測する。計測装置12は、圧子12H3の押し込み深さから接触面積を計算する。 The indenter 12H3 is a jig that is pushed into the sample 2 in the case of the instrumented indentation method. At the time of pushing, the measuring device 12 cannot measure the contact depth of the indenter 12H3, and therefore measures the pushing depth as an alternative to the contact depth. The measuring device 12 calculates the contact area from the indentation depth of the indenter 12H3.
計測装置12は、計装化インデンテーション法を用いることで、例えば基板上に形成した膜、いわゆる機能性薄膜、いわゆる機能性厚膜、またはいわゆる機能性フィルムなどの計測を行うことができる。 The measuring device 12 can measure, for example, a film formed on a substrate, a so-called functional thin film, a so-called functional thick film, or a so-called functional film by using an instrumented indentation method.
圧子12H3は、計測する力学的な物性値にあわせた形状の治具である。圧子12H3は、例えば三角錐、四角錐、および円錐など鋭角な形状の圧子である。圧子12H3は、例えば球、および平板など鈍角な形状の圧子である。 The indenter 12H3 is a jig having a shape in accordance with a mechanical property value to be measured. The indenter 12H3 is an indenter having an acute shape such as a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, and a cone. The indenter 12H3 is an indenter shaped indenter such as a sphere or a flat plate.
圧子12H3の材質は、硬さ、および耐摩耗性などの優れている例えばダイヤモンド、または超硬合金などである。 The material of the indenter 12H3 is, for example, diamond or cemented carbide having excellent hardness and wear resistance.
圧子12H3が鋭角な形状の場合、試料2は、圧子12H3と接触の際、試料2にかけられる荷重が小さくとも接触面積が小さいため、高い圧力がかかる。したがって、試料2には、塑性変形、または粘性流動などが生じる場合が多い。 When the indenter 12H3 has an acute shape, the sample 2 is subjected to a high pressure because the contact area is small even when the load applied to the sample 2 is small when contacting the indenter 12H3. Therefore, the sample 2 often undergoes plastic deformation or viscous flow.
圧子12H3が鈍角な形状、かつ、荷重が小さい場合、試料2は、弾性変形が生じる。圧子12H3が鈍角な形状、かつ、荷重が大きい場合、試料2は、塑性変形が生じる。 When the indenter 12H3 has an obtuse shape and the load is small, the sample 2 is elastically deformed. When the indenter 12H3 has an obtuse shape and a large load, the sample 2 undergoes plastic deformation.
圧子12H3が表面に押し込まれた場合に発生する塑性変形、または粘性流動などは、圧子12H3が押し込まれた箇所の周辺に影響があるため、弾性変形とは異なる表面変形が発生する。圧子12H3の接触深さは、試料2の塑性、または粘弾性の特性によっては表面変形が大きく影響するため、実際の接触面積が、試料2を完全弾性体と仮定した圧子12H3の押し込み深さから計算される結果と大きく異なる場合がある。 Plastic deformation or viscous flow that occurs when the indenter 12H3 is pushed into the surface affects the periphery of the location where the indenter 12H3 is pushed in, so surface deformation different from elastic deformation occurs. The contact depth of the indenter 12H3 is greatly affected by surface deformation depending on the plasticity or viscoelastic characteristics of the sample 2. Therefore, the actual contact area is determined from the indentation depth of the indenter 12H3 assuming that the sample 2 is a complete elastic body. It may be very different from the calculated result.
計装化インデンテーション法は、例えば顕微インデンテーション法である。以下、顕微インデンテーション法を例に説明する。顕微インデンテーション法は、透明度の高い材質の圧子12H3を用いる方法である。透明度の高い材質の圧子12H3を用いることで、カメラ12H2は、圧子12H3と、試料2と、の接触面積を撮像することができ、接触面積を光学的に計測できる。したがって、顕微インデンテーション法は、圧子の押し込み深さを計測する必要がない。 The instrumented indentation method is, for example, a microindentation method. Hereinafter, the microindentation method will be described as an example. The microindentation method is a method using an indenter 12H3 made of a highly transparent material. By using the indenter 12H3 made of a highly transparent material, the camera 12H2 can image the contact area between the indenter 12H3 and the sample 2, and optically measure the contact area. Therefore, the microindentation method does not need to measure the indentation depth.
顕微インデンテーション法は、試料2の塑性、または粘弾性の特性によって完全弾性体と異なる表面変形が生じている場合であっても、圧子12H3が試料表面に接触する実際の面積を精度良く計測することができる。 The microindentation method accurately measures the actual area where the indenter 12H3 contacts the sample surface even when surface deformation different from that of a completely elastic body is caused by the plastic or viscoelastic properties of the sample 2. be able to.
以下、情報処理システム1で硬さHを計測する場合を例に説明する。硬さHは、例えばいわゆるマイヤー(Meyer)硬度である。以下、マイヤー硬度の計測を例に説明する。 Hereinafter, a case where the hardness H is measured by the information processing system 1 will be described as an example. The hardness H is, for example, a so-called Meyer hardness. Hereinafter, measurement of Meyer hardness will be described as an example.
硬さHは、例えば試料2に圧子12H3よって荷重をかけた場合、試料2表面に形成される窪みとなる圧痕(以下、窪みという。)の投影面積によって計測できる。 The hardness H can be measured by, for example, the projected area of an indentation (hereinafter referred to as a dent) that becomes a dent formed on the surface of the sample 2 when a load is applied to the sample 2 with the indenter 12H3.
計測装置12は、例えば窪みを観察することによって、硬さHを計測するための装置である。計測装置12は、試料2と圧子12H3との接触面積を観察窓12H14、および顕微鏡12H15を通してカメラ12H2によって撮像する。 The measuring device 12 is a device for measuring the hardness H, for example, by observing a dent. The measuring device 12 images the contact area between the sample 2 and the indenter 12H3 with the camera 12H2 through the observation window 12H14 and the microscope 12H15.
<計測装置のハードウェア構成>
図2は、本発明の一実施形態に係る計測装置のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。
<Hardware configuration of measuring device>
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of the hardware configuration of the measurement apparatus according to the embodiment of the present invention.
計測装置12は、カメラ12H2と、圧子12H3と、圧子制御装置12H4と、荷重計測装置12H5と、D/A(Digital Analog)変換装置12H6と、A/D(Analog Digital)変換装置12H7と、を有する。計測装置12は、画像入力I/F(interface)12H8と、入力I/F12H9と、出力I/F12H10と、CPU(Central Processing Unit)12H11と、記憶装置12H12と、を有する。計測装置12の有する各要素は、バス(Bus)12H13によって接続されている。 The measuring device 12 includes a camera 12H2, an indenter 12H3, an indenter control device 12H4, a load measuring device 12H5, a D / A (Digital Analog) converter 12H6, and an A / D (Analog Digital) converter 12H7. Have. The measurement device 12 includes an image input I / F (interface) 12H8, an input I / F 12H9, an output I / F 12H10, a CPU (Central Processing Unit) 12H11, and a storage device 12H12. Each element of the measuring device 12 is connected by a bus 12H13.
カメラ12H2は、例えばCCD(Charge Coupled Device)、またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)の光学センサを有する。図1で示すように、カメラ12H2は、圧子12H3によって試料2の表面に形成される窪みを含むように試料2の表面を撮像するための装置である。 The camera 12H2 includes, for example, a CCD (Charge Coupled Device) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) optical sensor. As shown in FIG. 1, the camera 12H2 is an apparatus for imaging the surface of the sample 2 so as to include a depression formed on the surface of the sample 2 by the indenter 12H3.
圧子制御装置12H4は、圧子12H3を動かすための制御装置である。圧子制御装置12H4は、例えばアクチュエータ、および制御回路などである。圧子制御装置12H4は、例えば圧子12H3を試料2の表面に押し当てるため、圧子12H3、または試料2の位置制御を行う。 The indenter control device 12H4 is a control device for moving the indenter 12H3. The indenter control device 12H4 is, for example, an actuator and a control circuit. The indenter controller 12H4 controls the position of the indenter 12H3 or the sample 2 in order to press the indenter 12H3 against the surface of the sample 2, for example.
荷重計測装置12H5は、圧子12H3が試料2にかける荷重を計測するための装置である。荷重計測装置12H5は、例えばひずみセンサなどを利用するいわゆるロードセルなどである。 The load measuring device 12H5 is a device for measuring the load applied to the sample 2 by the indenter 12H3. The load measuring device 12H5 is, for example, a so-called load cell that uses a strain sensor or the like.
D/A変換装置12H6は、圧子制御装置12H4を制御するための信号を出力する装置である。D/A変換装置12H6は、例えばD/A変換回路などで構成される。 The D / A conversion device 12H6 is a device that outputs a signal for controlling the indenter control device 12H4. The D / A conversion device 12H6 is composed of, for example, a D / A conversion circuit.
A/D変換装置12H7は、荷重計測装置12H5の出力する信号を入力するための装置である。A/D変換装置12H7は、例えばA/D変換回路などで構成される。 The A / D conversion device 12H7 is a device for inputting a signal output from the load measuring device 12H5. The A / D conversion device 12H7 is composed of, for example, an A / D conversion circuit.
画像入力I/F12H8は、カメラ12H2が出力する画像データを入力するためのインタフェースである。画像入力I/F12H8は、例えばコネクタ、およびドライバなどで構成される。 The image input I / F 12H8 is an interface for inputting image data output from the camera 12H2. The image input I / F 12H8 includes, for example, a connector and a driver.
入力I/F12H9は、情報処理装置11から情報を入力するためのインタフェースである。入力I/F12H9は、例えばコネクタ、およびドライバなどで構成される。入力I/F12H9は、例えばカメラ12H2の撮像の際のパラメータである撮像条件などを情報処理装置11から入力する。 The input I / F 12H9 is an interface for inputting information from the information processing apparatus 11. The input I / F 12H9 includes, for example, a connector and a driver. The input I / F 12H9 inputs, for example, an imaging condition that is a parameter at the time of imaging by the camera 12H2 from the information processing apparatus 11.
出力I/F12H10は、情報処理装置11に情報を出力するためのインタフェースである。出力I/F12H10は、例えばコネクタ、およびドライバなどで構成される。出力I/F12H10は、例えばカメラ12H2の撮像した画像データを情報処理装置11に出力する。 The output I / F 12H10 is an interface for outputting information to the information processing apparatus 11. The output I / F 12H10 includes, for example, a connector and a driver. The output I / F 12H10 outputs image data captured by the camera 12H2, for example, to the information processing apparatus 11.
CPU12H11は、計測装置12の行う各種処理のための演算を行う演算装置である。CPU12H11は、計測装置12の行う各種処理のために計測装置12の有する各種装置を制御する制御装置である。 The CPU 12H11 is an arithmetic device that performs arithmetic operations for various processes performed by the measuring device 12. The CPU 12 </ b> H <b> 11 is a control device that controls various devices included in the measurement device 12 for various processes performed by the measurement device 12.
記憶装置12H12は、計測装置12が用いるデータ、パラメータ、およびプログラムなどを記憶するための装置である。記憶装置12H12は、例えば主記憶装置、および補助記憶装置である。主記憶装置は、例えばいわゆるメモリである。補助記憶装置は、例えばハードディスクなどである。 The storage device 12H12 is a device for storing data, parameters, programs, and the like used by the measurement device 12. The storage device 12H12 is, for example, a main storage device and an auxiliary storage device. The main storage device is a so-called memory, for example. The auxiliary storage device is, for example, a hard disk.
<情報処理装置のハードウェア構成>
図3は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置のハードウェア構成の一例を説明するブロック図である。
<Hardware configuration of information processing device>
FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a hardware configuration of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
情報処理装置は、例えば情報処理装置11である。以下、情報処理装置11を例に説明する。情報処理装置11は、例えばPC(Personal Computer)などである。 The information processing apparatus is, for example, the information processing apparatus 11. Hereinafter, the information processing apparatus 11 will be described as an example. The information processing apparatus 11 is, for example, a PC (Personal Computer).
情報処理装置11は、CPU11H1と、記憶装置11H2と、入力I/F11H3と、出力I/F11H4と、入力I/F11H5と、出力I/F11H6と、を有する。情報処理装置11の有する各要素は、バス11H7によって接続している。 The information processing apparatus 11 includes a CPU 11H1, a storage device 11H2, an input I / F 11H3, an output I / F 11H4, an input I / F 11H5, and an output I / F 11H6. Each element included in the information processing apparatus 11 is connected by a bus 11H7.
CPU11H1は、情報処理装置11の行う各種処理のための演算を行う演算装置である。CPU11H1は、情報処理装置11の行う各種処理のために情報処理装置11の有する各種装置を制御する制御装置である。 The CPU 11 </ b> H <b> 1 is a calculation device that performs calculations for various processes performed by the information processing apparatus 11. The CPU 11 </ b> H <b> 1 is a control device that controls various devices included in the information processing device 11 for various processes performed by the information processing device 11.
記憶装置11H2は、情報処理装置11が用いるデータ、パラメータ、およびプログラムなどを記憶するための装置である。記憶装置11H2は、例えば主記憶装置、および補助記憶装置である。主記憶装置は、例えばいわゆるメモリである。補助記憶装置は、例えばハードディスクなどである。 The storage device 11H2 is a device for storing data, parameters, programs, and the like used by the information processing device 11. The storage device 11H2 is, for example, a main storage device and an auxiliary storage device. The main storage device is a so-called memory, for example. The auxiliary storage device is, for example, a hard disk.
入力I/F11H3は、ユーザの操作を入力するためのインタフェースである。入力I/F11H3は、例えばコネクタ、およびドライバなどで構成される。入力I/F11H3は、入力装置11H31が接続される。入力装置11H31は、例えばキーボード、またはマウスなどである。入力I/F11H3は、入力装置11H31によって入力されたユーザの操作を情報処理装置11に入力するための処理を行う。 The input I / F 11H3 is an interface for inputting a user operation. The input I / F 11H3 includes, for example, a connector and a driver. The input device 11H31 is connected to the input I / F 11H3. The input device 11H31 is, for example, a keyboard or a mouse. The input I / F 11H3 performs a process for inputting a user operation input by the input device 11H31 to the information processing device 11.
出力I/F11H4は、ユーザに情報を表示する出力を行うためのインタフェースである。出力I/F11H4は、例えばコネクタ、およびドライバなどで構成される。出力I/F11H4は、例えばディスプレイ3など出力装置が接続される。ディスプレイ3は、ユーザに計測装置12から取得した画像データを表示する。 The output I / F 11H4 is an interface for performing output for displaying information to the user. The output I / F 11H4 includes, for example, a connector and a driver. The output I / F 11H4 is connected to an output device such as a display 3, for example. The display 3 displays the image data acquired from the measurement device 12 to the user.
入力I/F11H5は、計測装置12からの入力を行うためのインタフェースである。入力I/F11H5は、例えばコネクタ、ケーブル、およびドライバなどで構成される。情報処理装置11は、入力I/F11H5を介して計測装置12から画像データなどを取得する。 The input I / F 11H5 is an interface for performing input from the measuring device 12. The input I / F 11H5 includes, for example, a connector, a cable, and a driver. The information processing apparatus 11 acquires image data and the like from the measurement apparatus 12 via the input I / F 11H5.
出力I/F11H6は、計測装置12に出力を行うためのインタフェースである。出力I/F11H6は、例えばコネクタ、ケーブル、およびドライバなどで構成される。情報処理装置11は、出力I/F11H6を介して計測装置12に撮像条件のパラメータなどを出力する。 The output I / F 11H6 is an interface for outputting to the measuring device 12. The output I / F 11H6 includes, for example, a connector, a cable, and a driver. The information processing apparatus 11 outputs imaging condition parameters and the like to the measurement apparatus 12 via the output I / F 11H6.
<全体処理>
図4は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムによる全体処理の一例を説明するシーケンス図である。
<Overall processing>
FIG. 4 is a sequence diagram illustrating an example of overall processing by the information processing system according to the embodiment of the present invention.
ステップS0401では、情報処理装置11は、ユーザに圧子形状を入力させるための処理を行う。圧子形状は、例えば圧子12H3が三角錐の場合、三角形状である。ユーザは、使用する圧子12H3に基づいて圧子形状を入力する。 In step S0401, the information processing apparatus 11 performs a process for causing the user to input an indenter shape. For example, when the indenter 12H3 is a triangular pyramid, the indenter shape is triangular. The user inputs an indenter shape based on the indenter 12H3 to be used.
ステップS0402では、情報処理装置11は、ユーザに撮像条件、および解析条件を入力させるための処理を行う。撮像条件は、例えば図1の光学系である顕微鏡12H5、およびカメラ12H2の撮像倍率などである。ユーザは、使用する顕微鏡12H5、およびカメラ12H2に基づいて撮像条件を入力する。解析条件は、例えば明るさ、コントラスト、ガンマ値、または二値化処理の閾値などである。 In step S0402, the information processing apparatus 11 performs processing for causing the user to input imaging conditions and analysis conditions. The imaging conditions are, for example, the imaging magnification of the microscope 12H5 and the camera 12H2 that are the optical system of FIG. The user inputs imaging conditions based on the microscope 12H5 and the camera 12H2 to be used. The analysis condition is, for example, brightness, contrast, gamma value, or threshold value for binarization processing.
ステップS0403では、情報処理装置11は、参考値に基づく処理を行う。参考値は、ユーザが装置の検証を行う際に入力される値である。装置の検証は、例えば基準となる硬さを有する試料、または標準試料(以下、基準片という。)によって行われる。基準片は、規格などによって硬さが既に校正された試料である。標準片は、例えばJIS B 7735に定められている鋼、ベリリウム鋼、黄銅、または銅の物質などである。基準片は、例えばJIS K 7215に定められているポリウレタンエラストマー製、またはメタクリル樹脂製の物質などである。参考値に基づく処理は、例えば基準片に基づいて行う処理である。硬さHは、下記(1)式で示される。 In step S0403, the information processing apparatus 11 performs processing based on the reference value. The reference value is a value that is input when the user verifies the apparatus. The verification of the apparatus is performed by, for example, a sample having a reference hardness or a standard sample (hereinafter referred to as a reference piece). The reference piece is a sample whose hardness has already been calibrated according to standards and the like. The standard piece is, for example, steel, beryllium steel, brass, or a copper material defined in JIS B 7735. The reference piece is, for example, a substance made of polyurethane elastomer or methacrylic resin as defined in JIS K 7215. The process based on the reference value is a process performed based on the reference piece, for example. The hardness H is represented by the following formula (1).
上述の(1)式において、計測する試料が基準片の場合、硬さHは、選択した基準片に基づいて既知である。硬さHの基準片に荷重Pの荷重をかけた場合の理論面積Athは、(1)式より(2)式の通りに示せる。 In the above equation (1), when the sample to be measured is a reference piece, the hardness H is known based on the selected reference piece. The theoretical area Ath when the load P is applied to the reference piece of hardness H can be expressed by the equation (2) from the equation (1).
参考値に基づく処理は、(2)式で計算された理論面積Athとなるように、例えば撮像条件を変更する。すなわち、参考値に基づく処理は、試料が基準片の場合、理論面積Athを計算し、計測装置12が理論面積Athとなるような画像を撮像できるようにするための処理である。なお、ステップS0403の処理は、装置の検証であるため、計測の際に毎回必須ではない。 In the process based on the reference value, for example, the imaging condition is changed so that the theoretical area Ath calculated by the equation (2) is obtained. That is, the process based on the reference value is a process for calculating the theoretical area Ath when the sample is a reference piece, so that the measuring device 12 can capture an image having the theoretical area Ath. Note that the process of step S0403 is verification of the apparatus, and is not indispensable every time measurement is performed.
ステップS0404では、情報処理装置11は、撮像条件などユーザが情報処理装置11に入力した各種パラメータなど情報を計測装置12に送信する。 In step S0404, the information processing apparatus 11 transmits information such as various parameters input to the information processing apparatus 11 by the user, such as imaging conditions, to the measurement apparatus 12.
ステップS0405では、計測装置12は、試料2に圧子12H3を押し当てる処理を行う。ステップS0405では、計測装置12は、試料2に荷重を加える加圧処理を行う。 In step S0405, the measuring device 12 performs a process of pressing the indenter 12H3 against the sample 2. In step S0405, the measuring device 12 performs a pressurizing process for applying a load to the sample 2.
ステップS0406では、計測装置12は、ステップS0405の加圧処理で試料2に加えられている荷重を計測する。 In step S0406, the measuring device 12 measures the load applied to the sample 2 by the pressurizing process in step S0405.
ステップS0407では、計測装置12は、ステップS0406の計測結果を情報処理装置11に送信する。 In step S0407, the measurement device 12 transmits the measurement result in step S0406 to the information processing device 11.
ステップS0408では、計測装置12は、ステップS0405の加圧処理で試料2に荷重が加えられている箇所を撮像する。 In step S0408, the measuring device 12 images a portion where a load is applied to the sample 2 by the pressurizing process in step S0405.
ステップS0409では、計測装置12は、ステップS0408の処理で撮像された撮像データを情報処理装置11に送信する。 In step S0409, the measuring device 12 transmits the image data captured in the process of step S0408 to the information processing device 11.
ステップS0410では、情報処理装置11は、参考画像を生成する処理を行う。参考画像は、ステップS0401で入力された形状、およびステップS0403で計算された理論面積Athに相当する画像である。すなわち、参考画像は、上述の(2)式で計算された理論面積Athを圧子の形状で目視できるようにするための画像である。 In step S0410, the information processing apparatus 11 performs a process of generating a reference image. The reference image is an image corresponding to the shape input in step S0401 and the theoretical area Ath calculated in step S0403. That is, the reference image is an image for allowing the theoretical area Ath calculated by the above equation (2) to be visually recognized in the shape of the indenter.
ステップS0411では、情報処理装置11は、解析処理を行う。解析処理は、ステップS0409で計測装置12から取得された撮像データに対して行う。 In step S0411, the information processing apparatus 11 performs analysis processing. The analysis process is performed on the imaging data acquired from the measurement device 12 in step S0409.
図5は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムによる解析処理の一例を説明する図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of analysis processing by the information processing system according to an embodiment of the present invention.
撮像データは、例えば撮像画像1I1である。以下、撮像画像1I1を例に説明する。 The captured data is, for example, a captured image 1I1. Hereinafter, the captured image 1I1 will be described as an example.
図5(a)は、本発明の一実施形態に係る撮像画像の一例を説明する図である。
撮像画像1I1は、低輝度画素領域1I11を有する。低輝度画素領域1I11は、試料2に圧子12H3を加圧することによって形成される窪みに対応する。窪みは、圧子12H3の形状によって形状が決まるため、圧子12H3の形状が三角錐の場合、図示する低輝度画素領域1I11のように三角形となる。窪みの箇所は、明視野観察では光が当たらないため、図1のカメラ12H2で撮像した場合、周辺の領域より暗い箇所となり、低輝度な画像の領域となる。
FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a captured image according to an embodiment of the present invention.
The captured image 1I1 has a low luminance pixel region 1I11. The low luminance pixel region 1I11 corresponds to a depression formed by pressurizing the indenter 12H3 on the sample 2. Since the shape of the depression is determined by the shape of the indenter 12H3, when the shape of the indenter 12H3 is a triangular pyramid, it becomes a triangle like the low-luminance pixel region 1I11 shown in the drawing. Since the light does not hit the bright field observation in the bright field observation, when the image is captured by the camera 12H2 in FIG. 1, the depression is darker than the surrounding area and becomes a low luminance image area.
解析処理は、撮像画像1I1の窪み部分を特定する処理である。解析処理は、例えば所定の輝度値を設定し、設定した輝度値より輝度値が低い撮像画像1I1の画素の箇所を窪み部分と判定する処理である。なお、図5(a)は、同時に参考画像1I4を示してもよい。参考画像1I4については、後述する。 The analysis process is a process for specifying a hollow portion of the captured image 1I1. The analysis process is a process of setting a predetermined luminance value, for example, and determining a pixel portion of the captured image 1I1 having a luminance value lower than the set luminance value as a hollow portion. Note that FIG. 5A may show the reference image 1I4 at the same time. The reference image 1I4 will be described later.
なお、解析処理は、輝度値による判定の処理に限られない。解析処理は、窪みが特定できる処理であればよい。解析処理は、例えばエッジ(edge)で囲まれた範囲を窪み部分と判定する処理などでもよい。 The analysis process is not limited to the determination process based on the luminance value. The analysis process should just be a process which can identify a hollow. The analysis process may be, for example, a process of determining a range surrounded by edges as a recessed portion.
図5(b)は、本発明の一実施形態に係る解析画像の一例を説明する図である。 FIG. 5B is a diagram illustrating an example of an analysis image according to an embodiment of the present invention.
解析画像1I2は、解析処理によって生成される画像である。解析画像1I2は、低輝度画素領域1I11を解析した解析面積Aanを示す画像である。解析画像1I2は、例えば低輝度画素領域1I11を撮像画像1I1から解析処理に基づいて切り出して生成する。解析画像1I2は、例えば解析処理で算出した解析面積Aan以外の周辺箇所を透明化処理して生成する。 The analysis image 1I2 is an image generated by analysis processing. The analysis image 1I2 is an image showing an analysis area Aan obtained by analyzing the low luminance pixel region 1I11. For example, the analysis image 1I2 is generated by cutting out the low-luminance pixel region 1I11 from the captured image 1I1 based on the analysis processing. The analysis image 1I2 is generated by, for example, transparentizing peripheral portions other than the analysis area Aan calculated by the analysis processing.
切り出し、または周辺箇所を透明化させることによって解析画像1I2を生成することによって、例えば解析画像1I2を他の画像に重ねる処理をした場合、解析画像1I2は、解析面積Aan以外の箇所を上書きすることなく他の画像に重ねられる。 When the analysis image 1I2 is generated by, for example, cutting out or making the peripheral portion transparent, for example, when the analysis image 1I2 is overlaid on another image, the analysis image 1I2 overwrites a portion other than the analysis area Aan. Without being overlaid on other images.
ステップS0412では、情報処理装置11は、比較画像を生成する処理を行う。 In step S0412, the information processing apparatus 11 performs processing for generating a comparison image.
比較画像1I3は、理論面積Athと、図5の解析画像1I2の解析面積Aanと、の大きさの比較をユーザが行いやすくするための評価用の画像である。 The comparison image 1I3 is an image for evaluation that makes it easy for the user to compare the size of the theoretical area Ath and the analysis area Aan of the analysis image 1I2 in FIG.
図6は、本発明の一実施形態に係る比較画像の一例を説明する図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a comparative image according to an embodiment of the present invention.
比較画像1I3は、例えば撮像画像1I1と、解析画像1I2と、参考画像1I4と、に基づいて生成される画像である。 The comparison image 1I3 is an image generated based on, for example, the captured image 1I1, the analysis image 1I2, and the reference image 1I4.
比較画像1I3は、例えばステップS0409で計測装置12から取得した撮像画像1I1を基にして生成する。比較画像1I3は、図示するように撮像画像1I1に少なくとも解析画像1I2を取り込んで生成する。なお、比較画像1I3は、計測器におけるいわゆるトレーサビリティの確保のために、図示するように参考画像を取り込んで生成されてもよい。以下、比較画像は、解析画像と、参考画像と、の双方を取り込んだ場合を例に説明する。 The comparison image 1I3 is generated based on the captured image 1I1 acquired from the measurement device 12 in step S0409, for example. The comparison image 1I3 is generated by capturing at least the analysis image 1I2 in the captured image 1I1 as illustrated. Note that the comparison image 1I3 may be generated by taking in a reference image as illustrated in order to ensure so-called traceability in the measuring instrument. Hereinafter, the comparative image will be described by taking as an example a case where both the analysis image and the reference image are captured.
参考画像1I4は、ステップS0410で計算された面積を表示する画像である。 The reference image 1I4 is an image that displays the area calculated in step S0410.
比較画像1I3は、理論面積Athを示す参考画像1I4と、解析面積Aanを示す解析画像1I2と、が表示されているため、ユーザが視覚的に比較しやすい画像である。 Since the reference image 1I4 indicating the theoretical area Ath and the analysis image 1I2 indicating the analysis area Aan are displayed, the comparison image 1I3 is an image that the user can easily compare visually.
したがって、情報処理システム1は、比較画像1I3を表示することで撮像画像1I1と、解析面積Aanと、の比較をユーザが行いやすくさせることができる。よって、情報処理システム1は、比較画像1I3を表示することで力学的な特性の計測を行いやすくすることができる。 Therefore, the information processing system 1 can make it easier for the user to compare the captured image 1I1 and the analysis area Aan by displaying the comparison image 1I3. Therefore, the information processing system 1 can easily measure the mechanical characteristics by displaying the comparison image 1I3.
また、撮像画像1I1と、解析画像1I2と、参考画像1I4と、を比較することで、情報処理システム1は、例えば撮像画像1I1と比較して解析画像1I2の解析面積Aanが想定よりも小さい面積となってしまう場合をユーザに見つけさせることができる。解析画像1I2の解析面積Aanが想定よりも小さい面積とユーザが評価する場合、情報処理システム1は、例えば解析条件を変更し、解析画像1I2の解析面積Aanを撮像画像1I1の窪みを精度よく示す画像にすることができる。 Further, by comparing the captured image 1I1, the analysis image 1I2, and the reference image 1I4, the information processing system 1 has an area where the analysis area Aan of the analysis image 1I2 is smaller than expected, for example, compared to the captured image 1I1. It is possible to make the user find the case that becomes. When the user evaluates that the analysis area Aan of the analysis image 1I2 is smaller than expected, the information processing system 1 changes the analysis conditions, for example, and shows the analysis area Aan of the analysis image 1I2 with a high accuracy in the captured image 1I1. Can be an image.
なお、比較画像は、図6に示した画像に限られない。 The comparative image is not limited to the image shown in FIG.
図7は、本発明の一実施形態に係る第二の比較画像の一例を説明する図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a second comparison image according to an embodiment of the present invention.
第二の比較画像1I5は、図6と同様に撮像画像1I1を基にして生成する場合を例に説明する。 The case where the second comparative image 1I5 is generated based on the captured image 1I1 as in FIG. 6 will be described as an example.
第二の比較画像1I5は、例えば画像内に解析画像1I2、および参考画像1I4を表示する際、表示する位置をユーザに指定させて生成される。例えば解析画像1I2は、ユーザが図3の入力装置11H31によって操作することによって配置する位置を決定される。例えば情報処理システム1は、ユーザに図7に示すように撮像画像1I1の窪みに解析画像1I2が重なるように解析画像1I2を移動させて第二の比較画像1I5を表示することができる。情報処理システム1は、撮像画像1I1の窪みと、解析画像1I2と、を重ねることでユーザに面積の大小の比較をしやすく表示することができる。 For example, when the analysis image 1I2 and the reference image 1I4 are displayed in the image, the second comparison image 1I5 is generated by allowing the user to specify a display position. For example, the position where the analysis image 1I2 is arranged by the user operating the input device 11H31 in FIG. 3 is determined. For example, the information processing system 1 can display the second comparison image 1I5 by moving the analysis image 1I2 so that the analysis image 1I2 overlaps the depression of the captured image 1I1 as shown in FIG. The information processing system 1 can display the area of the captured image 1I1 and the analysis image 1I2 so that the user can easily compare the size of the areas.
<情報処理装置の処理>
図8は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の全体処理の一例を説明するフローチャート図である。
<Processing of information processing apparatus>
FIG. 8 is a flowchart for explaining an example of the overall processing of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
ステップS0801では、情報処理装置11は、圧子形状を入力させる処理を行う。ステップS0801の処理は、図4のステップS0401の処理に相当する。ステップS0801では、情報処理装置11は、ユーザに圧子12H3に基づいて圧子形状を入力させる処理を行う。 In step S0801, the information processing apparatus 11 performs processing for inputting an indenter shape. The process of step S0801 corresponds to the process of step S0401 of FIG. In step S0801, the information processing apparatus 11 performs a process of allowing the user to input an indenter shape based on the indenter 12H3.
ステップS0802では、情報処理装置11は、撮像条件と、解析条件と、を入力させる処理を行う。ステップS0802の処理は、図4のステップS0402の処理に相当する。ステップS0802では、情報処理装置11は、図5(a)の撮像画像1I1を撮像するための撮像条件をユーザに入力させる処理を行う。ステップS0802では、情報処理装置11は、図5(b)の解析画像1I2を図5(a)の撮像画像1I1から生成するための解析条件をユーザに入力させる処理を行う。 In step S0802, the information processing apparatus 11 performs processing for inputting imaging conditions and analysis conditions. The process of step S0802 corresponds to the process of step S0402 of FIG. In step S0802, the information processing apparatus 11 performs processing for causing the user to input imaging conditions for capturing the captured image 1I1 illustrated in FIG. In step S0802, the information processing apparatus 11 performs processing for causing the user to input analysis conditions for generating the analysis image 1I2 of FIG. 5B from the captured image 1I1 of FIG.
ステップS0803では、情報処理装置11は、参考値に基づく処理を行う。ステップS0803の処理は、図4のステップS0403の処理に相当する。ステップS0803では、情報処理装置11は、計測装置12の検証を行うため、および後段で図6の参考画像1I4を生成するための参考値を計算する。ステップS0803の処理は、試料2を基準片で行う。基準片の硬さHなどの情報は、既知のため、ユーザによって情報処理装置11に入力される。ステップS0803では、情報処理装置11は、硬さHから理論面積Athなど参考値を計算する。 In step S0803, the information processing apparatus 11 performs processing based on the reference value. The process of step S0803 corresponds to the process of step S0403 of FIG. In step S0803, the information processing apparatus 11 calculates a reference value for verifying the measurement apparatus 12 and for generating the reference image 1I4 of FIG. The process of step S0803 is performed using the sample 2 as a reference piece. Since information such as the hardness H of the reference piece is known, it is input to the information processing apparatus 11 by the user. In step S0803, the information processing apparatus 11 calculates a reference value such as the theoretical area Ath from the hardness H.
ステップS0804では、情報処理装置11は、パラメータを計測装置に送信する処理を行う。パラメータは、例えばステップS0802で入力した撮像条件などである。計測装置12は、ステップS0804で送信されたパラメータに基づいて撮像、および圧子12H3を試料2に押し当てる処理を行う。ステップS0804の処理は、図4のステップS0404の処理に相当する。 In step S0804, the information processing apparatus 11 performs a process of transmitting parameters to the measurement apparatus. The parameter is, for example, the imaging condition input in step S0802. The measuring device 12 performs imaging and processing for pressing the indenter 12H3 against the sample 2 based on the parameters transmitted in step S0804. The process of step S0804 corresponds to the process of step S0404 of FIG.
ステップS0805では、情報処理装置11は、計測結果を取得する処理を行う。ステップS0805では、情報処理装置11は、計測装置12が図4のステップS0405の処理の際に計測した荷重の計測結果を計測装置12から取得する。ステップS0805の処理は、図4のステップS0407の処理に相当する。 In step S0805, the information processing apparatus 11 performs a process of acquiring a measurement result. In step S0805, the information processing apparatus 11 acquires the measurement result of the load measured by the measurement apparatus 12 during the process of step S0405 of FIG. The process in step S0805 corresponds to the process in step S0407 in FIG.
ステップS0806では、情報処理装置11は、撮像データを取得する処理を行う。ステップS0806の処理は、図4のステップS0409の処理に相当する。ステップS0806では、情報処理装置11は、図5(a)の撮像画像1I1を計測装置12から取得する処理を行う。 In step S0806, the information processing apparatus 11 performs processing for acquiring imaging data. The process in step S0806 corresponds to the process in step S0409 in FIG. In step S0806, the information processing apparatus 11 performs a process of acquiring the captured image 1I1 of FIG.
ステップS0807では、情報処理装置11は、参考画像を生成する処理を行う。ステップS0807の処理は、ステップS0410の処理に相当する。ステップS0807では、情報処理装置11は、ステップS0801で入力された圧子形状、ステップS0803で計算された参考値、およびステップS0805で取得した計測結果からわかる荷重Pに基づいて図6の参考画像1I4を生成する。 In step S0807, the information processing apparatus 11 performs a process of generating a reference image. The process in step S0807 corresponds to the process in step S0410. In step S0807, the information processing apparatus 11 generates the reference image 1I4 in FIG. Generate.
ステップS0808では、情報処理装置11は、解析処理を行う。ステップS0808の処理は、ステップS0411の処理に相当する。解析処理は、ステップS0802で入力された解析条件に基づいてステップS0806で取得した図5(a)の撮像画像1I1を解析する処理である。解析処理は、図5(a)の撮像画像1I1に基づいて図5(b)の解析画像1I2を生成する処理である。 In step S0808, the information processing apparatus 11 performs analysis processing. The process in step S0808 corresponds to the process in step S0411. The analysis process is a process of analyzing the captured image 1I1 of FIG. 5A acquired in step S0806 based on the analysis condition input in step S0802. The analysis process is a process for generating the analysis image 1I2 of FIG. 5B based on the captured image 1I1 of FIG.
ステップS0809では、情報処理装置11は、比較画像を生成する処理を行う。ステップS0809の処理は、ステップS0412の処理に相当する。ステップS0809では、情報処理装置11は、ステップS0807、およびステップS0808生成された画像などに基づいて図6の比較画像1I3などを生成する。情報処理装置11は、生成した比較画像を例えば図1のディスプレイ3などに出力する。情報処理装置11は、比較画像を出力することでユーザに評価を行わせる。情報処理装置11は、出力された比較画像の評価に基づいて、例えばユーザに解析条件などを変更させる。情報処理装置11は、解析条件などの変更によって、解析処理によって生成される解析画像1I2を調整することができる。特に顕微インデンテーション法の場合、解析画像1I2が精度よく生成されることによって硬さなど力学的な特性を精度よく計測することができる。また、解析条件の検討の際に比較画像に参考画像があることで、ユーザに撮像画像が正しく生成されているかなどを確認させることができる。 In step S0809, the information processing apparatus 11 performs processing for generating a comparison image. The process in step S0809 corresponds to the process in step S0412. In step S0809, the information processing apparatus 11 generates the comparison image 1I3 in FIG. 6 and the like based on the image generated in step S0807 and step S0808. The information processing apparatus 11 outputs the generated comparison image to, for example, the display 3 in FIG. The information processing apparatus 11 causes the user to perform evaluation by outputting a comparison image. The information processing apparatus 11 causes the user to change analysis conditions, for example, based on the evaluation of the output comparison image. The information processing apparatus 11 can adjust the analysis image 1I2 generated by the analysis process by changing the analysis conditions and the like. In particular, in the case of the microindentation method, the analysis image 1I2 is generated with high accuracy, whereby mechanical characteristics such as hardness can be measured with high accuracy. In addition, when the analysis condition is examined, the reference image is included in the comparison image, so that the user can confirm whether the captured image is generated correctly.
<機能構成>
図9は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの機能構成の一例を説明する機能ブロック図である。
<Functional configuration>
FIG. 9 is a functional block diagram illustrating an example of a functional configuration of the information processing system according to the embodiment of the present invention.
情報処理システム1は、パラメータ入力部11F1と、計測結果取得部11F2と、画像取得部11F3と、解析処理部11F4と、算出処理部11F5と、比較画像生成部11F6と、を有する。情報処理システム1は、加圧部12F1と、計測部12F2と、撮像部12F3と、を有する。 The information processing system 1 includes a parameter input unit 11F1, a measurement result acquisition unit 11F2, an image acquisition unit 11F3, an analysis processing unit 11F4, a calculation processing unit 11F5, and a comparative image generation unit 11F6. The information processing system 1 includes a pressurizing unit 12F1, a measuring unit 12F2, and an imaging unit 12F3.
パラメータ入力部11F1は、ユーザに硬さ、撮像条件、および解析条件などパラメータを入力させる処理を行う。パラメータ入力部11F1は、例えば図3の入力I/F11H3などによって実現される。パラメータ入力部11F1は、例えばユーザに図8のステップS0801の圧子形状、図8のステップS0802の撮像条件と、解析条件と、を入力させる処理、および図8のステップS0803の基準片の硬さHなどを入力させる処理を行う。 The parameter input unit 11F1 performs processing for causing the user to input parameters such as hardness, imaging conditions, and analysis conditions. The parameter input unit 11F1 is realized by, for example, the input I / F 11H3 in FIG. For example, the parameter input unit 11F1 allows the user to input the indenter shape in step S0801 in FIG. 8, the imaging conditions in step S0802 in FIG. 8, and the analysis conditions, and the hardness H of the reference piece in step S0803 in FIG. Process to input.
計測結果取得部11F2は、計測装置12が計測する荷重など計測結果を計測装置12から取得する処理を行う。計測結果取得部11F2は、例えば図3の入力I/F11H5などで実現される。計測結果取得部11F2は、計測装置12が試料2に荷重を加えた際、試料2に加えられている荷重Pを上述した(2)式の計算を行うために取得する。 The measurement result acquisition unit 11F2 performs a process of acquiring measurement results such as a load measured by the measurement device 12 from the measurement device 12. The measurement result acquisition unit 11F2 is realized by, for example, the input I / F 11H5 of FIG. When the measurement device 12 applies a load to the sample 2, the measurement result acquisition unit 11F2 acquires the load P applied to the sample 2 in order to perform the calculation of the above-described equation (2).
画像取得部11F3は、計測装置12が撮像した図5の撮像画像1I1などを取得する。画像取得部11F3は、例えば図3の入力I/F11H5などで実現される。画像取得部11F3は、解析処理、および比較画像を生成する処理のための図5の撮像画像1I1などを計測装置12から取得する。 The image acquisition unit 11F3 acquires the captured image 1I1 of FIG. The image acquisition unit 11F3 is realized by, for example, the input I / F 11H5 of FIG. The image acquisition unit 11F3 acquires the captured image 1I1 and the like of FIG. 5 for the analysis process and the process of generating the comparison image from the measurement device 12.
解析処理部11F4は、解析処理を行う。解析処理部11F4は、図3のCPU11H1などで実現される。解析処理部11F4は、画像取得部11F3が取得した図5の撮像画像1I1を解析処理する。解析処理部11F4は、パラメータ入力部11F1がユーザに入力させた解析条件に基づいて解析処理を行う。解析処理部11F4は、解析処理によって解析画像を生成する。 The analysis processing unit 11F4 performs analysis processing. The analysis processing unit 11F4 is realized by the CPU 11H1 in FIG. The analysis processing unit 11F4 performs analysis processing on the captured image 1I1 of FIG. 5 acquired by the image acquisition unit 11F3. The analysis processing unit 11F4 performs analysis processing based on the analysis conditions input by the parameter input unit 11F1 to the user. The analysis processing unit 11F4 generates an analysis image by analysis processing.
算出処理部11F5は、理論面積Athを算出する処理を行う。算出処理部11F5は、図3のCPU11H1などで実現される。算出処理部11F5は、パラメータ入力部11F1が基準片の情報である硬さHと、計測結果取得部11F2から入力する荷重Pと、に基づいて上述した(2)式から理論面積Athを算出する。算出処理部11F5は、算出した理論面積Athと、パラメータ入力部11F1がユーザに入力させる圧子形状と、に基づいて参考画像を生成する。 The calculation processing unit 11F5 performs processing for calculating the theoretical area Ath. The calculation processing unit 11F5 is realized by the CPU 11H1 in FIG. The calculation processing unit 11F5 calculates the theoretical area Ath from the above equation (2) based on the hardness H that is the information of the reference piece by the parameter input unit 11F1 and the load P input from the measurement result acquisition unit 11F2. . The calculation processing unit 11F5 generates a reference image based on the calculated theoretical area Ath and the indenter shape that the parameter input unit 11F1 inputs to the user.
比較画像生成部11F6は、比較画像を生成する処理を行う。比較画像生成部11F6は、図3のCPU11H1などで実現される。比較画像生成部11F6は、生成した比較画像を例えば図3の出力I/F11H4によって図3のディスプレイ3に出力し、ユーザに評価を行わせる。比較画像生成部11F6は、比較画像を画像取得部11F3が取得した撮像画像、解析処理部11F4が生成した解析画像、および算出処理部11F5が生成した参考画像などに基づいて生成する。 The comparison image generation unit 11F6 performs processing for generating a comparison image. The comparison image generation unit 11F6 is realized by the CPU 11H1 in FIG. The comparison image generation unit 11F6 outputs the generated comparison image to the display 3 of FIG. 3 by using, for example, the output I / F 11H4 of FIG. 3, and allows the user to perform evaluation. The comparison image generation unit 11F6 generates a comparison image based on the captured image acquired by the image acquisition unit 11F3, the analysis image generated by the analysis processing unit 11F4, the reference image generated by the calculation processing unit 11F5, and the like.
加圧部12F1は、試料に荷重を加える。加圧部12F1は、例えば図2の圧子12H3、および圧子制御装置12H4などで実現される。加圧部12F1は、試料2に圧子12H3を押し当てるための処理を行う。 The pressurizing unit 12F1 applies a load to the sample. The pressurizing unit 12F1 is realized by, for example, the indenter 12H3 and the indenter control device 12H4 shown in FIG. The pressurizing unit 12F1 performs a process for pressing the indenter 12H3 against the sample 2.
計測部12F2は、荷重を計測する。計測部12F2は、例えば図2の荷重計測装置12H5などによって実現される。計測結果は、例えば荷重の情報である。計測結果は、図2の出力I/F12H10などによって計測結果取得部11F2に出力される。 The measurement unit 12F2 measures the load. The measuring unit 12F2 is realized by, for example, the load measuring device 12H5 in FIG. The measurement result is, for example, load information. The measurement result is output to the measurement result acquisition unit 11F2 by the output I / F 12H10 of FIG.
撮像部12F3は、加圧部12F1が荷重を加える箇所を撮像する。撮像部12F3は、例えばカメラ12H2などで実現される。撮像部12F3は、撮像画像を生成する。生成された撮像画像は、図2の出力I/F12H10などによって画像取得部11F3に出力される。 The imaging unit 12F3 images a portion to which the pressing unit 12F1 applies a load. The imaging unit 12F3 is realized by a camera 12H2, for example. The imaging unit 12F3 generates a captured image. The generated captured image is output to the image acquisition unit 11F3 by the output I / F 12H10 of FIG.
なお、機能構成は、図9の構成に限られない。例えば情報処理装置11は、計測装置12の機能の一部または全部を有し、1の情報処理装置であってもよい。 The functional configuration is not limited to the configuration in FIG. For example, the information processing apparatus 11 may have a part or all of the functions of the measurement apparatus 12 and may be one information processing apparatus.
情報処理システム1は、撮像画像1I1と、解析画像1I2と、参考画像1I4と、を比較しやすくするため、比較画像を生成する。比較画像によって、情報処理システム1は、ユーザに撮像画像1I1と、解析画像1I2と、参考画像1I4と、の大きさの比較を行いやすくすることができる。したがって、情報処理システム1は、比較画像を生成することによって、硬さなどの計測を行いやすくすることができる。 The information processing system 1 generates a comparison image in order to make it easy to compare the captured image 1I1, the analysis image 1I2, and the reference image 1I4. With the comparison image, the information processing system 1 can make it easier for the user to compare the size of the captured image 1I1, the analysis image 1I2, and the reference image 1I4. Therefore, the information processing system 1 can facilitate measurement of hardness and the like by generating a comparison image.
<第2実施形態>
第2実施形態は、第1実施形態と同様に図1の情報処理システム1を用いる。したがって、情報処理システム1については、説明を省略する。
Second Embodiment
The second embodiment uses the information processing system 1 of FIG. 1 as in the first embodiment. Therefore, description of the information processing system 1 is omitted.
第2実施形態の情報処理システム1は、図4で説明した処理に代えて図10で説明する処理を行う。 The information processing system 1 according to the second embodiment performs processing described in FIG. 10 instead of the processing described in FIG.
<第2実施形態の全体処理>
図10は、本発明の一実施形態に係る情報処理システムによる第2実施形態の全体処理の一例を説明するシーケンス図である。
<Overall Processing of Second Embodiment>
FIG. 10 is a sequence diagram illustrating an example of the overall processing of the second embodiment by the information processing system according to the embodiment of the present invention.
図10は、第1実施形態の図4と比較してステップS0404以降の処理が繰り返し処理となっている点が異なる。図10は、第1実施形態の図4と比較してステップS0412の処理に代えてステップS1001の処理を行う点が異なる。図10は、第1実施形態の図4と比較してステップS0410の処理を行わない点が異なる。図10について図4と同一の処理については、同一の符号を付し、説明を省略する。 FIG. 10 is different from FIG. 4 of the first embodiment in that the processes after step S0404 are repeated. FIG. 10 differs from FIG. 4 of the first embodiment in that the process of step S1001 is performed instead of the process of step S0412. FIG. 10 is different from FIG. 4 of the first embodiment in that the process of step S0410 is not performed. 10 that are the same as those in FIG. 4 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
ステップS1001では、情報処理装置11は、解析画像1I2と、理想画像1I4と、比較する処理を行う。ステップS1001では、情報処理装置11は、例えば解析画像1I2の解析面積Aanと、理論面積Athと、の面積の値の差分Adiffを算出する。差分Adiffは、例えば下記(3)式に基づいて算出する。 In step S1001, the information processing apparatus 11 performs a process of comparing the analysis image 1I2 and the ideal image 1I4. In step S1001, the information processing apparatus 11 calculates a difference Adiff between the area values of the analysis area Aan and the theoretical area Ath of the analysis image 1I2, for example. The difference Adiff is calculated based on the following equation (3), for example.
情報処理システム1は、上述した(3)式で算出された差分Adiffの値が所定の値以下、すなわちゼロに十分近づくように解析画像1I2を生成する解析条件を変更する。解析条件の変更は、例えばガンマ補正のパラメータであるガンマ値の変更である。 The information processing system 1 changes the analysis condition for generating the analysis image 1I2 so that the value of the difference Adiff calculated by the above-described expression (3) is not more than a predetermined value, that is, sufficiently close to zero. The change of the analysis condition is, for example, a change of a gamma value that is a parameter for gamma correction.
図11は、本発明の一実施形態に係るガンマ値の変更の一例を説明する図である。 FIG. 11 is a diagram illustrating an example of changing a gamma value according to an embodiment of the present invention.
図11は、ステップS1001でガンマ値の変更を行った場合の一例である。図11は、ステップS1001でガンマ値を0.1から0.4に変更し、比較画像を生成した場合の画像である。 FIG. 11 shows an example when the gamma value is changed in step S1001. FIG. 11 shows an image when the comparison image is generated by changing the gamma value from 0.1 to 0.4 in step S1001.
ガンマ値が変更された場合、変更によって解析画像1I2の解析面積Aanが変化する。理論面積Athは、上述した(2)式に基づくため、硬さH、および荷重Pが変更されない限り変化しない。したがって、情報処理システム1は、解析面積Aanを変化させることで差分Adiffの値をゼロに十分近づくように調整できる。 When the gamma value is changed, the analysis area Aan of the analysis image 1I2 changes due to the change. Since the theoretical area Ath is based on the above-described equation (2), it does not change unless the hardness H and the load P are changed. Therefore, the information processing system 1 can adjust the value of the difference Adiff to be sufficiently close to zero by changing the analysis area Aan.
繰り返しの際、ステップS0404では、ステップS1001の比較結果に基づいて変更した撮像条件を送信する。 At the time of repetition, in step S0404, the imaging condition changed based on the comparison result in step S1001 is transmitted.
なお、解析条件の変更の場合、変更された解析条件に基づいてステップS0411の処理である解析処理から繰り返し処理を行うとしてもよい。 In the case of changing the analysis conditions, it is possible to repeat the processing from the analysis processing that is the processing of step S0411 based on the changed analysis conditions.
なお、第2実施形態では、解析面積Aanと、理論面積Athと、の面積の値の差分Adiffの算出が行えればよく、比較画像を生成しなくともよい。以下、画像を生成しない場合を例に説明する。 In the second embodiment, it is only necessary to calculate the difference Adiff between the area values of the analysis area Aan and the theoretical area Ath, and the comparison image need not be generated. Hereinafter, a case where an image is not generated will be described as an example.
<第2実施形態の情報処理装置の処理>
図12は、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の第2実施形態の全体処理の一例を説明するフローチャート図である。
<Processing of Information Processing Device of Second Embodiment>
FIG. 12 is a flowchart for explaining an example of the overall processing of the second embodiment of the information processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
第2実施形態の情報処理装置11は、図8の処理に代えて図12の処理を行う。図12の処理は、ステップS0809の処理に代えてステップS1201乃至ステップS1203の処理を行う。図12の処理は、ステップS0807の処理がない点が図8の処理と異なる。図8と同様の処理は、図12では同一の符号を付し、説明を省略する。 The information processing apparatus 11 according to the second embodiment performs the process of FIG. 12 instead of the process of FIG. The process of FIG. 12 performs the process of step S1201 thru | or step S1203 instead of the process of step S0809. The processing in FIG. 12 is different from the processing in FIG. 8 in that there is no processing in step S0807. The same processes as those in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals in FIG.
ステップS1201では、情報処理装置11は、理論面積と、解析面積と、を比較する処理を行う。ステップS1201の処理は、例えば上述した(3)式の算出を行い、差分Adiffを算出する処理である。比較結果は、例えば差分Adiffである。以下、比較結果が差分Adiffの場合を例に説明する。 In step S1201, the information processing apparatus 11 performs a process of comparing the theoretical area and the analysis area. The process of step S1201 is a process of calculating the difference Adiff by, for example, calculating the above-described equation (3). The comparison result is, for example, the difference Adiff. Hereinafter, a case where the comparison result is the difference Adiff will be described as an example.
ステップS1202では、情報処理装置11は、理論面積と、解析面積と、の差分が所定の値以下であるか否かの判断を行う。情報処理装置11がステップS1201の比較結果である理論面積と、解析面積と、の差分が所定の値以下と判断した場合(ステップS1202でYES)、情報処理装置11は、全体処理を終了する。情報処理装置11がステップS1201の比較結果である理論面積と、解析面積と、の差分が所定の値以下ではないと判断した場合(ステップS1202でNO)、情報処理装置11は、ステップS1203に進む。 In step S1202, the information processing apparatus 11 determines whether or not the difference between the theoretical area and the analysis area is equal to or less than a predetermined value. When the information processing apparatus 11 determines that the difference between the theoretical area, which is the comparison result in step S1201, and the analysis area is equal to or less than a predetermined value (YES in step S1202), the information processing apparatus 11 ends the entire process. When the information processing apparatus 11 determines that the difference between the theoretical area, which is the comparison result in step S1201, and the analysis area is not equal to or less than a predetermined value (NO in step S1202), the information processing apparatus 11 proceeds to step S1203. .
ステップS1203では、情報処理装置11は、解析条件を変更する処理を行う。 In step S1203, the information processing apparatus 11 performs a process of changing analysis conditions.
ステップS1201乃至ステップS1203の処理は、図10のステップS1001の処理に相当する。 The processing in steps S1201 to S1203 corresponds to the processing in step S1001 in FIG.
情報処理システム1は、解析画像1I2と、理想画像1I4と、を比較し、比較結果に基づいて解析条件を変更する。解析条件を変更することによって、情報処理システム1は、解析画像1I2を変化させ、理論面積と、解析面積と、の差分が所定の値以下である十分に差がない条件を得ることができる。したがって、情報処理システム1は、比較結果に基づいて解析条件を変更することによって、理想画像1I4に近い解析画像1I2を生成することができる。よって、情報処理システム1は、比較結果に基づいて解析条件を変更することによって解析面積の数値を取得することができ、力学的な特性の計測を行いやすくすることができる。 The information processing system 1 compares the analysis image 1I2 and the ideal image 1I4, and changes the analysis conditions based on the comparison result. By changing the analysis conditions, the information processing system 1 can change the analysis image 1I2 and obtain a condition that does not have a sufficient difference that the difference between the theoretical area and the analysis area is a predetermined value or less. Therefore, the information processing system 1 can generate the analysis image 1I2 close to the ideal image 1I4 by changing the analysis condition based on the comparison result. Therefore, the information processing system 1 can acquire the numerical value of the analysis area by changing the analysis condition based on the comparison result, and can easily measure the mechanical characteristics.
なお、第2実施形態は、第1実施形態のようにユーザが画像を出力してもよい。すなわち、第2実施形態は、図8のステップS0807の処理、およびステップS0809の処理を行う全体処理であってもよい。 In the second embodiment, the user may output an image as in the first embodiment. That is, the second embodiment may be an overall process that performs the process of step S0807 and the process of step S0809 of FIG.
また、実施形態は、図1に記載された構成に限られない。例えば情報処理装置11、および計測装置12は、1の情報処理装置であってもよい。 Further, the embodiment is not limited to the configuration described in FIG. For example, the information processing device 11 and the measurement device 12 may be one information processing device.
なお、検証に用いる力学的な特性は、硬さに限られない。検証に用いる力学的な特性は、計測時間に依存が少なく、かつ、弾性、弾塑性、または塑性に係る力学的な特性であってもよい。例えばヤング率などでもよい。 The mechanical characteristics used for verification are not limited to hardness. The mechanical characteristics used for verification are less dependent on the measurement time, and may be elastic, elastic-plastic, or mechanical characteristics related to plasticity. For example, Young's modulus may be used.
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Can be changed.
1 情報処理システム
11 情報処理装置
11H1 CPU
11H2 記憶装置
11H3 入力I/F
11H31 入力装置
11H4 出力I/F
11H5 入力I/F
11H6 出力I/F
11H7 バス
11F1 パラメータ入力部
11F2 計測結果取得部
11F3 画像取得部
11F4 解析処理部
11F5 算出処理部
11F6 比較画像生成部
12 計測装置
12H1 フレーム
12H2 カメラ
12H3 圧子
12H4 圧子制御装置
12H5 荷重計測装置
12H6 D/A変換装置
12H7 A/D変換装置
12H8 画像入力I/F
12H9 入力I/F
12H10 出力I/F
12H11 CPU
12H12 記憶装置
12H13 バス
12H14 観察窓
12H15 顕微鏡
12F1 加圧部
12F2 計測部
12F3 撮像部
2 試料
3 ディスプレイ
Ath 理論面積
Aan 解析面積
1I1 撮像画像
1I11 低輝度画素領域
1I2 解析画像
1I3 比較画像
1I4 参考画像
1 Information processing system 11 Information processing apparatus 11H1 CPU
11H2 Storage device 11H3 Input I / F
11H31 Input device 11H4 Output I / F
11H5 input I / F
11H6 output I / F
11H7 Bus 11F1 Parameter input unit 11F2 Measurement result acquisition unit 11F3 Image acquisition unit 11F4 Analysis processing unit 11F5 Calculation processing unit 11F6 Comparison image generation unit 12 Measuring device 12H1 Frame 12H2 Camera 12H3 Indenter 12H4 Indenter control device 12H5 Load measuring device 12H6 D / A conversion Device 12H7 A / D converter 12H8 Image input I / F
12H9 input I / F
12H10 output I / F
12H11 CPU
12H12 Storage device 12H13 Bus 12H14 Observation window 12H15 Microscope 12F1 Pressurization unit 12F2 Measurement unit 12F3 Imaging unit 2 Sample 3 Display Ath Theoretical area Aan Analysis area 1I1 Captured image 1I11 Low luminance pixel region 1I2 Analysis image 1I3 Comparison image 1I4 Reference image
Claims (6)
前記計測装置は、
前記試料に荷重を加える加圧手段と、
前記荷重を計測する計測手段と、
前記加圧手段で前記試料に荷重を加える箇所を撮像する撮像手段と、を有し、
前記情報処理装置に、
前記撮像手段が撮影した撮像画像を取得させる画像取得手順と、
前記計測手段が計測した計測結果を取得させる計測結果取得手順と、
少なくとも前記撮像画像を解析した解析画像を生成させる生成手順と、
少なくとも前記撮像画像と、前記解析画像と、を比較するための比較画像を出力させる出力手順と、
少なくとも基準片の硬さを含む基準片の情報を取得させる入力手順と、
前記硬さと、前記計測結果と、に基づいて理論面積を計算させる理論面積計算手順と
を実行させ、
前記比較画像は、前記理論面積に基づく参考画像を有する
情報処理方法。 An information processing method for testing a sample to be performed by an information processing system having a measurement device and an information processing device,
The measuring device is
Pressurizing means for applying a load to the sample;
Measuring means for measuring the load;
And imaging means for imaging a location where a load is applied to the sample by the pressurizing means,
In the information processing apparatus,
An image acquisition procedure for acquiring a captured image captured by the imaging unit;
A measurement result acquisition procedure for acquiring a measurement result measured by the measuring means;
A generation procedure for generating an analysis image obtained by analyzing at least the captured image;
An output procedure for outputting a comparison image for comparing at least the captured image and the analysis image;
An input procedure for acquiring information of a reference piece including at least the hardness of the reference piece;
Wherein the hardness, and the measurement result, to execute the <br/> the theoretical area calculation procedure for calculating the theoretical area based on,
The information processing method , wherein the comparative image includes a reference image based on the theoretical area .
前記計測装置は、
前記試料に荷重を加える加圧手段と、
前記荷重を計測する計測手段と、
前記加圧手段で前記試料に荷重を加える箇所を撮像する撮像手段と、を有し、
前記情報処理装置は、
前記撮像手段が撮影した撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記計測手段が計測した計測結果を取得する計測結果取得手段と、
少なくとも前記撮像画像を解析した解析画像を生成する生成手段と、
少なくとも前記撮像画像と、前記解析画像と、を比較するための比較画像を出力する出力手段と、
少なくとも基準片の硬さを含む基準片の情報を取得させる入力手段と、
前記硬さと、前記計測結果と、に基づいて理論面積を計算させる理論面積計算手段と
を有し、
前記比較画像は、前記理論面積に基づく参考画像を有する
情報処理システム。 An information processing system having a measurement device and an information processing device and performing processing related to a test of a sample,
The measuring device is
Pressurizing means for applying a load to the sample;
Measuring means for measuring the load;
And imaging means for imaging a location where a load is applied to the sample by the pressurizing means,
The information processing apparatus includes:
Image acquisition means for acquiring a captured image taken by the imaging means;
Measurement result acquisition means for acquiring a measurement result measured by the measurement means;
Generating means for generating an analysis image obtained by analyzing at least the captured image;
An output means for outputting a comparison image for comparing at least the captured image and the analysis image;
Input means for acquiring information of a reference piece including at least the hardness of the reference piece;
It possesses the and hardness, and the measurement results, the theoretical area calculation means for calculating the theoretical area based on the the <br/>,
The information processing system , wherein the comparison image includes a reference image based on the theoretical area .
前記試料に荷重を加える加圧手段と、
前記荷重を計測する計測手段と、
前記加圧手段で前記試料に荷重を加える箇所を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段が撮影した撮像画像を取得する画像取得手段と、
前記計測手段が計測した計測結果を取得する計測結果取得手段と、
少なくとも前記撮像画像を解析した解析画像を生成する生成手段と、
少なくとも前記撮像画像と、前記解析画像と、を比較するための比較画像を出力する出力手段と、
少なくとも基準片の硬さを含む基準片の情報を取得させる入力手段と、
前記硬さと、前記計測結果と、に基づいて理論面積を計算させる理論面積計算手段と
を有し、
前記比較画像は、前記理論面積に基づく参考画像を有する
情報処理装置。 An information processing apparatus for testing a sample,
Pressurizing means for applying a load to the sample;
Measuring means for measuring the load;
Imaging means for imaging a location where a load is applied to the sample by the pressurizing means;
Image acquisition means for acquiring a captured image taken by the imaging means;
Measurement result acquisition means for acquiring a measurement result measured by the measurement means;
Generating means for generating an analysis image obtained by analyzing at least the captured image;
An output means for outputting a comparison image for comparing at least the captured image and the analysis image;
Input means for acquiring information of a reference piece including at least the hardness of the reference piece;
It possesses the and hardness, and the measurement results, the theoretical area calculation means for calculating the theoretical area based on the the <br/>,
The information processing apparatus , wherein the comparison image includes a reference image based on the theoretical area .
前記計測装置は、
前記試料に荷重を加える加圧手段と、
前記荷重を計測する計測手段と、
前記加圧手段で前記試料に荷重を加える箇所を撮像する撮像手段と、を有し、
前記情報処理装置に、
前記撮像手段が撮影した撮像画像を取得させる画像取得手順と、
前記計測手段が計測した計測結果を取得させる計測結果取得手順と、
少なくとも前記撮像画像を解析した解析画像を生成させる生成手順と、
少なくとも前記撮像画像と、前記解析画像と、を比較するための比較画像を出力させる出力手順と、
少なくとも基準片の硬さを含む基準片の情報を取得させる入力手順と、
前記硬さと、前記計測結果と、に基づいて理論面積を計算させる理論面積計算手順と
を実行させ、
前記比較画像は、前記理論面積に基づく参考画像を有する
プログラム。 A program that has a measurement device and an information processing device and that is executed by an information processing system that performs processing related to a test of a sample,
The measuring device is
Pressurizing means for applying a load to the sample;
Measuring means for measuring the load;
And imaging means for imaging a location where a load is applied to the sample by the pressurizing means,
In the information processing apparatus,
An image acquisition procedure for acquiring a captured image captured by the imaging unit;
A measurement result acquisition procedure for acquiring a measurement result measured by the measuring means;
A generation procedure for generating an analysis image obtained by analyzing at least the captured image;
An output procedure for outputting a comparison image for comparing at least the captured image and the analysis image;
An input procedure for acquiring information of a reference piece including at least the hardness of the reference piece;
Wherein the hardness, and the measurement result, to execute the <br/> the theoretical area calculation procedure for calculating the theoretical area based on,
The comparison image includes a reference image based on the theoretical area .
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