JP2001324434A

JP2001324434A - ビッカース硬さ試験機の自動光量調節装置

Info

Publication number: JP2001324434A
Application number: JP2000145265A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Hayashi; 浩孝林; Takeaki Iida; 岳明飯田
Original assignee: Akashi Corp
Current assignee: Akashi Corp
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】光量を自動調節するビッカース硬さ試験機の自
動光量調節装置を提供する。【解決手段】ビッカース硬さ試験機１の光学顕微鏡３の
鏡筒１１内に受光ダイオード１４を設け、試料表面にて
反射し、対物レンズ５を通過して鏡筒１１を通る光の光
量を検出する。この受光ダイオード１４は、光量制御回
路１６に接続している。光量制御回路１６には記憶部１
８が設けられており、測定に必要と思われる光量が予め
設定値として設定されている。受光ダイオード１４から
得た光量データは、光量制御回路１６において設定値と
比較され、光量データと設定値との差分が、制御データ
としてランプ１３へ出力される。ランプ１３はこの制御
データにより、発光する光量を自動的に調節する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビッカース硬さ試
験機に備えた光学顕微鏡における光量調節装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ビッカース硬さ試験機は、四角錐形のダ
イヤモンド圧子を、ある試験力で試料に押し付けて、試
料表面に形成された窪み（圧痕）の大きさを試験機に装
備されている光学顕微鏡で測定し、試験力と窪みの面積
の商から試料の硬さを求める試験機である。光学顕微鏡
には、光源の光量調節が不可欠であるが、この光量調節
は、試験者が窪みの大きさを測定する際に手動にて任意
に調節する場合がほとんどである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、手動にて光量
を調節すると、試験日時や試験者が異なる場合や、試料
表面の状態が異なる場合、対物レンズの倍率が変化した
場合等により、光量の微調節が異なってくる可能性があ
り、結果として測定値に誤差が出てしまう可能性があ
る。

【０００４】本発明の課題は、光量を自動調節するビッ
カース硬さ試験機の自動光量調節装置を提供することで
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、例えば図１及び図４に示すよう
に、試料表面に圧子（４）を押し付けることにより形成
された圧痕（窪み）の大きさを測定する光学顕微鏡
（３）を備えたビッカース硬さ試験機（１）の自動光量
調節装置であって、前記光学顕微鏡の鏡筒（１１）内に
設けられ、試料表面で反射した後鏡筒内を通る光を受光
する光量センサ（例えば受光ダイオード１４）と、前記
光量センサから得た光量データをもとに、制御信号を出
力する光量制御回路（１６）と、前記光量制御回路によ
る前記制御信号をもとに発光量を調節する光源（例えば
ランプ１３）と、からなることを特徴としている。

【０００６】請求項１記載の発明によれば、試料表面で
反射した後、鏡筒内を通る光を鏡筒内に設けた光量セン
サで受光し、えられた光量データをもとに光量制御回路
から光源へ制御信号を出力して発光する光量を制御する
ことにより、鏡筒を経て試験者の目へ入る光量を自動的
に調節することができる。したがって、試験者が手動で
光量を調節する必要がないので、対物レンズの倍率や試
験日、試験者などの違いによって、光量の微調節に差が
出ることがなく、圧痕の大きさの測定結果に誤差が生じ
るのを防ぐことができる。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のビ
ッカース硬さ試験機の自動光量調節装置であって、前記
光量制御回路は、前記光量センサから得た光量データ
と、予め設定した設定値とを比較し、得られた両者の差
を前記制御信号として出力することを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明によれば、光量制御回
路にて、設定値と光量データとを比較し、両者の差を制
御信号として出力することにより、試料表面の状態や測
定環境などに合わせて測定に必要な光量を設定すること
ができると共に、鏡筒内の光量を設定値に自動的に合わ
せることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。

【００１０】先ず、ビッカース硬さ試験機の構成を説明
する。ビッカース硬さ試験機１は本体部２と、本体部２
の上側に取り付けられ、試料に形成された圧痕（窪み）
を観察する光学顕微鏡３と、この光学顕微鏡３の下部に
設けられ、回転することにより圧子４と対物レンズ５と
の切換が可能なターレット６と、前記本体部２の下部に
上下移動可能に取り付けられ、前記ターレット６と対向
配置された試料台７と、試料に負荷する荷重を設定する
荷重切換ノブ８と、試料台７を上下に移動させる上下ハ
ンドル９と、ビッカース硬さ試験機１の動作指示を行う
操作パネル１０等により構成されている。

【００１１】光学顕微鏡３は、図２に示すように、鏡筒
１１、対物レンズ５、接眼レンズ（図示省略）、反射鏡
１２、ランプ（光源）１３（図３参照）により構成され
ており、鏡筒１１内に受光ダイオード（光量センサ）１
４が設けられている。受光ダイオード１４は、鏡筒１１
内の光量を検出するものであり、図４のブロック図に示
すように、Ａ／Ｄ変換機１５を介して光量制御回路１６
に接続している。

【００１２】光量制御回路１６は、入力部１７及び記憶
部１８を備えており、入力部１７にて入力された設定値
を記憶部１８にて記憶し、受光ダイオード１４から得た
光量データと、設定値とを光量制御回路１６で比較し、
光量データと設定値との差分を制御信号として出力する
ようになっている。また、光量制御回路１６はＤ／Ａ変
換機１９及びアンプ２０を介して、ランプ１３に接続し
ており、光量制御回路１６が出力した制御信号を受け
て、ランプ１３は発光する光量を調節するようになって
いる。なお、Ａ／Ｄ変換機１５、Ｄ／Ａ変換機１９及び
アンプ２０は周知のものである。

【００１３】次に本実施の形態における自動光調節動作
を説明する。

【００１４】まず、ビッカース硬さ試験機１の試料台７
上に硬さを測定する試料（図示省略）をのせ、試料の上
方に対物レンズ５が位置するようにターレット６を回転
させる。そして、光学顕微鏡３にて試料表面が見えるよ
う光学顕微鏡３の焦点を合わせる。この時、光量は試験
者が任意に調節する。焦点を合わせた後、ターレット６
を再び回転させ、試料の上方に圧子４を配置する。荷重
切換ノブ８を回動させて試料に付加する荷重を設定し、
試料に圧子４を押し当てた後、圧子４を初期の位置まで
戻す。

【００１５】次に、光学顕微鏡３にて試料に形成された
圧痕の大きさを測定する。予め入力部１７にて、試料表
面の状態等に合わせて測定に必要と思われる光量を設定
値として入力し、記憶部１８に設定値を記憶させてお
く。そして圧子４で試料表面に圧痕を形成した後、ター
レット６を回転させ、対物レンズ５を試料の上方に戻
し、ランプ１３を点灯して圧痕の測定を開始する。

【００１６】鏡筒１１内の受光ダイオード１４は、ラン
プ１３にて発光して試料表面で反射して対物レンズ５を
通過し、さらに光学顕微鏡３内の反射鏡１２で反射する
ことにより、鏡筒１１内を通る光を受光し、受光した光
量を光量データとしてＡ／Ｄ変換機１５を介して光量制
御回路１６に送る。

【００１７】光量制御回路１６は、既に入力部１７にて
入力され記憶部１８に記憶されている設定値と、受光ダ
イオード１４から得た光量データとを比較し、受光ダイ
オード１４から得た光量データが設定値より低い場合
は、光量データと設定値の差分だけさらにランプ１３に
て発光するように、制御信号を出力する。出力された制
御信号は、Ｄ／Ａ変換機１９及びアンプ２０を経てラン
プ１３に送られ、ランプ１３はこの制御信号により、自
動的に発光する光量を増加させる。また、受光ダイオー
ド１４から得た光量データが設定値より高い場合は、光
量データと設定値の差分だけランプ１３の発光量を減少
するように、制御信号を出力し、ランプ１３はこの制御
信号により、自動的に発光する光量を減少させる。

【００１８】このように、上記実施の形態のビッカース
硬さ試験機の自動光量調節装置によれば、鏡筒１１内に
受光ダイオード１４を設けたことにより、対物レンズの
倍率や試料表面の状態によって変化してしまう鏡筒１１
内を通る光量を正確に検出することができる。また、試
料表面の状態等に合わせて予め設定した設定値と受光ダ
イオード１４から得た光量データとを光量制御回路１６
にて比較し、両者の差を制御信号として出力することに
よって、ランプ１３の発光量を制御することにより、鏡
筒１１内を通る光量を最適な量にすることができるの
で、試験者が手動で光量を調節しなくても、試験者の目
に入る光量を自動的に調節することができる。従って、
試験日や試験者、対物レンズの倍率、試料表面の状態等
の違いによって光量の微調節に差が生じず、光量による
圧痕の測定誤差が生じるのを防止することができ、精度
の高い圧痕の大きさの測定が可能となる。また、人によ
って光量を調節する工程の無駄を省くことができる。ま
た、ＣＣＤカメラ等を介してＴＶモニタ上に圧痕を映
し、圧痕の大きさを自動的に測定する装置を用いる場
合、光量の調節のみ手動で行われていたが、上記実施の
形態のビッカース硬さ試験機の自動光量調節装置を用い
ることにより、全自動化することが可能となると共に、
読み取り精度も向上させることができる。

【００１９】なお、以上の実施の形態例においては、光
量センサとして受光ダイオードを用いたが、本発明はこ
れに限定されるものではなく、光量を検出できるもので
あれば良い。また、自動光調整装置を適用する光学顕微
鏡として、人の目により圧痕を測定する光学顕微鏡を挙
げたが、ＣＣＤカメラ等により自動的に圧痕を測定する
光学顕微鏡に適用しても良い。その他、具体的な細部構
造等についても適宜に変更可能であることは勿論であ
る。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、試料表面
で反射した光が鏡筒内を通る際に、鏡筒内に設けた光量
センサにて光量を測定し、この光量データをもとに光量
制御回路にて光源の発光量を調節する制御信号を光源へ
出力する。これにより、試験者が手動で光量を調節しな
くても、試験者の目に入る光量を自動的に調節すること
ができ、試験日や試験者、対物レンズの倍率等の違いに
よって光量の微調節に差が生じず、光量による圧痕の測
定誤差が生じるのを防止することができる。

【００２１】請求項２記載の発明によれば、あらかじ
め、設定値を設定することによって、試料表面の状態や
測定環境等に合わせた光量を設定することができ、この
設定値を光量データとを光量制御回路にて比較し、両者
の差を制御信号として出力することにより鏡筒内を通る
光量を自動的に設定値に合わせることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一例としてのビッカース硬さ
試験機の構造を示す概略正面図である。

【図２】光学顕微鏡の構造を示す光学顕微鏡要部の縦断
面図である。

【図３】光学顕微鏡の構造を示す光学顕微鏡要部の横断
面図である。

【図４】自動光量調節装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１ビッカース硬さ試験機３光学顕微鏡４圧子１１鏡筒１３ランプ１４受光ダイオード１６光量制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料表面に圧子を押し付けることにより形
成された圧痕（窪み）の大きさを測定する光学顕微鏡を
備えたビッカース硬さ試験機の自動光量調節装置であっ
て、前記光学顕微鏡の鏡筒内に設けられ、試料表面で反射し
た後鏡筒内を通る光を受光する光量センサと、前記光量センサから得た光量データをもとに、制御信号
を出力する光量制御回路と、前記光量制御回路による前記制御信号をもとに発光量を
調節する光源と、からなることを特徴とするビッカース
硬さ試験機の自動光量調節装置。
【請求項２】前記光量制御回路は、前記光量センサから
得た光量データと、予め設定した設定値とを比較し、得
られた両者の差を前記制御信号として出力することを特
徴とする請求項１記載のビッカース硬さ試験機の自動光
量調節装置。