KR100969413B1 - 압흔 경도 시험 시스템 - Google Patents

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Abstract

압흔 경도 시험 시스템은 가동 터릿을 가지는 프레임과, 부품을 수용하기 위한 가동 스테이지와, 카메라와, 화면 표시기와, 프로세서와, 메모리 서브시스템을 포함한다. 터릿은 현미경의 대물 렌즈와 압자를 포함하고 가동 스테이지는 피시험 부품을 수용하도록 구성된다. 카메라는 현미경을 통해 부품의 화상들을 포착하며, 이 화상들은 다음에 화면 표시기 상에 제공될 수 있다. 프로세서는 메모리 서브시스템뿐만 아니라 터릿, 가동 스테이지, 카메라 및 화면 표시기에 결합된다. 메모리 서브시스템은 카메라를 사용하여 부품의 일련의 실시간 화상들을 포착 및 저장하고, 화상들을 위해 스테이지에 의해 제공되는 관련 스테이지 좌표들을 저장하고, 합성 화상을 디스플레이하도록 프로세서가 지시하는 실행가능한 코드를 저장하며, 여기에서 합성 화상은 부품의 관련 스테이지 좌표들에 따라 모인 일련의 실시간 화상들을 포함한다.
가동 터릿, 가동 스테이지, 카메라, 화면 표시기, 메모리 서브시스템

Description

압흔 경도 시험 시스템 {INDENTATION HARDNESS TEST SYSTEM}
본 발명은 일반적으로 시험 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압흔 경도 시험 시스템(indentation hardness test system)에 관한 것이다.
경도 시험은 재료 평가, 제조 공정의 품질 관리, 연구 및 개발의 노력을 위해 유용한 것으로 알려져 있다. 사실상 경험적이긴 하지만, 대상물의 경도는 다수의 금속을 위한 인장 강도에 상호 관련될 수 있으며, 재료의 내마모성 및 연성의 지표를 제공한다. 통상적인 압흔 경도 시험기는 피평가 재료의 표면에 (소정 형상의) 다이아몬드 압자(indenter)를 가압하는 측정기를 사용한다. 압흔 치수(들)는 부하 제거 후에 광 현미경으로 측정된다. 다음에, 시험받는 재료의 경도의 결정은 압자에 인가된 힘을 압자에 의해 형성된 반영구적 자국의 투영 면적으로 나눔으로써 얻어질 수 있다.
통상의 상황에 있어서, 압흔 경도 시험기의 조작자는 다양한 부품의 외형들로부터 정밀한 거리에서 압흔들을 부품에 위치하도록 요구된다. 도2 및 도3을 참조하면, 조작자는 예를 들어 시험 조립체(22)를 형성하기 위해 플라스틱(104) 내에 시험 및 장착될 기어(102)의 일부분의 이(102A)의 표면에 5개의 같은 간격으로 이격된 일련의 압흔(302)들을 위치하도록 요구될 수 있다. 압흔(302)들은 서로 200 미크론(±5 미크론)씩 이격될 수 있으며 이(102A)의 표면상의 중심에 위치될 수 있다. 이(102A)의 폭이 약 0.5 cm이고 그 높이가 0.5 cm이며 시험기가 2개의 배율, 즉 시야 폭이 200 미크론을 가진 고배율 50 배의 대물렌즈와 시야 폭이 2000 미크론을 가진 배율 5배를 구비한 것으로 가정하고, 또한, 이(102A)의 화상이 640 화소의 폭을 가진 화면 표시기 상에 디스플레이되는 것으로 가정하면, 각 화소의 폭은 50배 배율에서 약 0.3 미크론이고 5배 배율에서 약 3.0 미크론이다.
이러한 시험기에 있어서는, 5배 배율만이 조작자가 이의 상단면의 약 1/5th을 관찰할 수 있게 하고 50배 배율만이 이의 상단면의 약 1/50th을 관찰할 수 있게 한다. 이러한 관찰은 시험 조립체(22)의 위치를 정하기 위해 사용되는 스테이지가 이의 상단면의 중심에 위치하는지를 조작자에게 정확하게 알려주지 않는 것으로 인식되어 있다. 따라서, 압흔들이 이(102A)의 상단부에 대해 수직이고 이(102A)의 상단 면으로부터의 특정 거리를 보장하기 위해, 종래의 소프트웨어 패키지는 조작자가 디스플레이된 화상을 따라 "T" 바아의 위치를 정하게 하였다. 이러한 방식에 있어서, 조작자는 스테이지의 이동과 "T" 바아의 회전을 조합함으로써 이(102A)의 상단 에지를 따라 "T" 바아의 상단부를 위치 설정하였다. 간단하게 상술한 바와 같이, 5배 배율에서, 조작자는 "T" 바아의 지향 조작에 대해 비교적 양호한 견해를 가지나, 에지의 5 미크론 범위 내에서 이를 위치 설정하기에는 해상도가 충분하지 않다. 더욱이, 50배 배율에서, 5 미크론 범위 내에서 이의 상단 에지를 위치 설정하는 것은 가능하나, 그 에지가 이 배율에서는 직선이 아니므로 지향 조작이 곤란 하다.
압흔 경도 시험기의 조작자가 보다 용이하게 시험 조립체에 대해 압자를 적절히 위치하게 하는 기술이 요구된다.
본 발명은 가동 터릿을 가지는 프레임과, 부품을 수용하기 위한 가동 스테이지와, 카메라와, 화면 표시기와, 프로세서와, 메모리 서브시스템을 포함하는 압흔 경도 시험 시스템에 관한 것이다. 터릿은 현미경의 제1 대물 렌즈와 압자를 포함하고 가동 스테이지는 시험되는 부품을 수용하도록 구성된다. 카메라는 현미경을 통해 부품의 화상들을 포착하며, 이 화상들은 다음에 화면 표시기 상에 제공될 수 있다. 프로세서는 메모리 서브시스템뿐만 아니라 터릿, 가동 스테이지, 카메라 및 화면 표시기에 전기적으로 결합된다. 메모리 서브시스템은 실행시 프로세서가 다수의 단계들을 수행하도록 지시하는 코드를 저장한다. 즉, 코드는 프로세서가 카메라를 사용하여 부품의 일련의 실시간 화상들을 포착 및 저장하도록 지시한다. 코드는 또한 프로세서가 화상들의 각각에 관련되는 스테이지 좌표들을 저장하고 관련 스테이지 좌표들에 따라 모인 일련의 실시간 화상들을 포함하는 부품의 합성 화상을 화면 표시기 상에 디스플레이하도록 지시한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 화상들은 포착된 화상들보다 더 낮은 해상도로 저장된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 코드는 프로세서가 포착되지 않은 부품의 부분들을 위해 합성 화상에 배경 패턴을 디스플레이하는 추가의 단계를 수행하도록 지시한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 코드는 프로세서가 부품의 합성 화상을 디스플레이하기 전에 제1 대물 렌즈보다 다른 초점 길이를 가지는 제2 대물 렌즈에 의해 적어도 하나의 화상이 포착되었을 때 일련의 실시간 화상들을 표준화시키는 추가의 단계를 수행하도록 지시한다.
또 다른 실시예에 있어서, 코드는 프로세서가 합성 화상에서 부품의 외형선을 디스플레이하는 추가의 단계를 수행하도록 지시한다. 합성 화상에서 부품의 외형선을 디스플레이하는 단계는 또한 부품의 에지를 위치 설정하기 위해 부품의 화상 흐름의 프레임을 검사하는 단계와, 부품의 외형선이 완성될 때까지 에지가 다음 프레임을 위해 시야에서 잔존하도록 부품의 에지와 평행한 방향으로 부품을 이동시키는 단계를 포함한다. 코드는 또한 프로세서가 합성 화상에 부품의 현재 위치 화상을 겹치게 하는 단계와, 현재 위치 화상의 위치를 표시하는 추가의 단계를 수행하게 한다. 더욱이, 코드는 프로세서가 합성 화상 상에 압흔 위치도를 겹치게 하는 단계와, (예상된 압자에 기초한) 외형 및 크기와, 압자의 예상된 배향과, 예상된 압자 하중 및 부품의 예상 경도를 나타내는 압흔 외형선으로 제시된 압흔 위치를 디스플레이하는 추가의 단계를 수행하게 한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들, 이점들 및 목적들은 다음의 명세서, 청구범위 및 첨부 도면을 참조하여 당업자에 의해 더욱 이해 및 인식될 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통상적인 압흔 경도 시험기의 사시도이다.
도1a는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되는 통상적인 압흔 경도 시험 시스 템의 전기적 블록도이다.
도2는 플라스틱 내에 장착되는 기어의 일부분을 포함하는 시험 조립체의 사시도이다.
도3은 소정의 압흔 위치들을 도시한 도2의 기어 이의 일부분의 확대 부분 평면도이다.
도4a는 종래 기술의 압흔 경도 시험 시스템의 모니터 상에 디스플레이되는 50배 배율에서 도2의 기어 이의 일부분의 도면이다.
도4b는 종래 기술의 압흔 경도 시험 시스템의 모니터 상에 디스플레이되는 5배 배율에서 도2의 기어 이의 다른 부분의 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성되는 압흔 경도 시험 시스템의 모니터 상에 디스플레이되는, 도4a 및 도4b에서의 50배 및 5배 배율의 영역들을 각각 포함하는 합성 화상의 도면이다.
도6은 부품의 합성 화상에서 개별 화상 위치들을 결정하기 위해 사용되는 통상적인 데이터 구조도이다.
도7은 부품의 합성 화상을 생성하기 위한 절차의 흐름도이다.
도8a 내지 도8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 압흔 시험 시스템에 의해 제공되는 예시 화면이다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따른 시스템은 광 현미경과, 현미경을 통해 화상을 포착하도록 위치한 디지털 카메라와, 광 현미경의 렌즈들에 수직인 평면상에 적어도 2개의 차원으로 시험 조립체, 즉 피시험 관련 부품 또는 플라스틱 내에 장착되는 부품의 일부분을 이동할 수 있는 전기적 제어 스테이지와, 스테이지와 그 관련 부품의 이동을 감시 및 제어하면서 카메라에 의해 포착된 화상들을 디스플레이할 수 있도록 카메라와 스테이지에 결합되는 프로세서(또는 컴퓨터 시스템)를 포함하는 압흔 경도 시험기를 이용하여 실시될 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통상적인 압흔 경도 시험기의 부분 사시도를 도시한 것이다. 압흔 경도 시험 시스템(10)은 광 현미경의 일부분을 형성하는 대물 렌즈(16A, 16B)들을 포함하는 부착된 모터 구동식 터릿(14)을 가지는 프레임(20)과, 압자(18), 예를 들어, 크누프(Knoop) 또는 비커스(Vickers) 압자를 포함한다. 필요한 경우, 터릿(14) 상에 추가의 대물 렌즈들이 장착될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 스테이지(12)는 프레임(20)에 이동 가능하게 부착되어 스테이지(12)에 부착되는 시험 조립체(22)의 다른 영역들이 검사될 수 있다.
도1a는 시험 시스템(10)의 정의 내에 포함될 수 있는 다양한 전기적 구성 요소들의 통상적인 전기적 블록도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 프로세서(40)는 메모리 서브시스템(42), 입력 장치(44)(예를 들어, 조이스틱, 노브, 마우스 및/또는 키보드) 및 화면 표시기(46)에 결합되어 있다. 프로세서(40)와 카메라(52)의 사이에서 결합되는 프레임 포착기(48)는 카메라(52)에 의해 제공되는 디지털 데이터의 프레임을 포착하도록 기능한다. 예를 들어, 카메라(52)는 30Hz의 속도로 디지털화되는 프레임 포착기(48)에 RS-170 비디오 신호를 제공한다. 프로세서(40)는 또한 터릿 모터(54)에 결합되고, 원하는 대로 대물 렌즈(16A, 16B)와 압 자(18)(예를 들어, 다이아몬드 팁 장치)를 적절하게 선택적으로 위치시키도록 터릿 모터(54)를 제어한다. 필요에 따라, 터릿(14)상에 추가의 압자들이 위치할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 프로세서(40)는 또한 스테이지 모터(56)(예를 들어, 스테이지를 3차원으로 이동하는 3개의 스테이지 모터)에 결합되어 화상을 포착하고 초점을 맞추기 위해 2차원 또는 3차원으로 스테이지를 원하는 대로 이동하도록 스테이지 모터(56)에 명령을 제공한다. 스테이지 모터(56)는 또한 후술하는 바와 같이 카메라(52)에 의해 제공되는 화상들과 관련되는 스테이지의 위치 좌표들을 제공한다. 스테이지의 위치 좌표들은 스테이지 모터(56)들의 각각과 연관되는, 예를 들어, 인코더(encoder)들에 의해 제공될 수 있고, 예를 들어, RS-232 인터페이스를 경유하여 약 30Hz의 속도로 프로세서(40)에 제공될 수 있다. 대안으로, 프로세서(40)는 자체의 입력 장치, 예를 들어, 조이스틱을 포함하는 별도의 스테이지 제어기와 통신할 수 있다. 프로세서(40), 메모리 서브시스템(42), 입력 장치(44) 및 화면 표시기(46)는 개인용 컴퓨터에 결합될 수 있다. 이러한 경우에, 프레임 포착기(48)는 프로세서(40)와 관련된 마더보드에 접속하는 카드의 형태를 취한다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 프로세서 용어는 통상 목적의 프로세서, 마이크로컨트롤러(즉, 단일 집적 회로 내에 결합되는 메모리 등을 가지는 실행 유니트), 주문형 반도체(ASIC), 프로그램 가능 논리 소자(PLD) 또는 디지털 신호 처리 장치(DSP)를 포함할 수 있다.
도2를 참조하면, 시험 조립체(22)는 시험용 재료(104), 예를 들어, 페놀 수지에 장착되는 피시험 부품, 즉 기어(102)의 일부분을 포함한다. 도3을 참조하면, 기어(102)의 이(102A)는 일반적으로 압흔들이 소정의 압흔 패턴으로 배치될 약 0.5 cm x O.5 cm의 면적을 가지는 면을 구비할 수 있다. 도3에 도시되는 바와 같이, 5개의 균등하게 이격된 압흔(302)들이 도시되어 있다. 통상적인 상황에서, 압흔 경도 시험을 받을 부품은 종종 cm로 측정되는 한편, 압흔의 치수는 일반적으로 10 내지 100 미크론의 범위를 가진다. 광 현미경의 일반적인 시야는 100 내지 5000 미크론의 범위를 가진다. 앞서 설명한 바와 같이, 도4b 및 도4a를 각각 참조하면, 5배 및 50배의 대물 렌즈를 구비한 종래의 압흔 경도 시험기는 시스템의 조작자가 5배 배율에서 통상의 이의 상단부의 약 1/5th을 관찰하게 하고 50배 배율에서 이의 상단면의 약 1/50th만을 관찰하게 한다. 상술한 바와 같이, 배율이 50배로 설정될 때 스테이지가 기어 이의 면의 중심에 위치하는 지를 조작자가 인지하는 것은 종종 어렵다. 본 발명에 따르면, 도5에 도시된 바와 같이, 합성 화상(500)은 압흔들이 기어 이 상에 위치될 곳을 조작자가 보다 정확하게 결정하도록 더 넓은 시야를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(40)는 조작자가 수동으로 부품을 옆으로 움직일 때 일련의 실시간 화상들과 스테이지 좌표들을 수집한다. 이와 같이 하는 중에, 프로세서(40)는 시험 시스템의 터릿에 장착되는 현미경의 대물 렌즈의 밑에 통과하는 부품의 부분들을 보여주는 합성(또는 모든 것이 한 눈에 보이는) 화상으로 데이터를 모으는, 즉, 합성 화상이 되게 하는 절차를 실행한다. 제공된 화상의 배율에 관계없이 합성 화상은, 메모리 한계가 연관되어 있으면, 저해상도, 예를 들어 화소 당 약 5 미크론의 해상도에서 저장될 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
도6을 참조하면, 데이터를 합성 화상에 연관시키기 위해 사용되는 데이터 구조도(600)가 도시된다. 도시된 바와 같이, 도6을 검토하면, 예시적인 저장 메커니즘이 트리(tree) 디자인에 기초하고 있다. 카메라(52)로부터 화상들을 상호 관련시키기 위해, 프로세서(40)는 타임 스탬프형(time-stamped) 화상 대기 행렬에, 예를 들어, 선입선출식(FIFO) 버퍼에 화상들을 저장하고, 스테이지 위치들은 메모리 서브시스템(46)에 위치한 타임 스탬프형 위치 대기 행렬에, 예를 들어 또 다른 선입선출식 버퍼에 기록된다. 대기 행렬에 있어서 각각의 주어진 화상을 위해, 화상이 획득된 시기의 부근의 기간 동안 스테이지 위치 및 속도 정보를 검색하는 절차가 실행된다. 다음에, 보간법을 사용하여, 프로세서(40)는 화상이 획득되었을 때 스테이지(12)가 있었던 위치를 정확하게 결정한다. 이러한 기술은 합성 화상 내에서 주어진 화상의 정확한 위치 결정을 허용한다. 더욱이, 화상들 중 주어진 화상을 취할 때 부품의 방향 및 속도가 알려지기 때문에, 고속 푸리에 변환(FFT) 기술 또는 다른 화상 처리 기술이 화상을 선명하게 하도록 사용될 수 있다.
도7을 참조하면, 선택된 대물 렌즈(16A, 16B)들과 스테이지(12)의 속도에 기초하여 주어진 화상의 데이터의 특성을 기록하는 절차(700)가 도시되어 있다. 이러한 방식에서, 계산된 특성이 현저하게 나쁘지 않으면, 조작자가 부품의 부분을 재추적할 때 신 화상 데이터만이 구 화상 데이터를 대신한다. 단계 702에서, 절차(700)가 시작되는데, 이 지점에서 제어가 단계 702로 이전된다. 다음에, 단계 704 에서, 프로세서(40)는 프레임 포착기(48)를 거쳐 스테이지 모터(56)들로부터 스테이지 위치를, 그리고 카메라(52)로부터 타임 스탬프형 화상들을 수신한다. 다음에, 단계 706에서, 프로세서(40)는 화상이 포착되었을 때 스테이지의 위치를 결정하기 위해 스테이지 위치를 보간법으로 계산한다. 획득된 화상들은 다음에 다양한 기술들, 예를 들어 디-인터레이싱(de-interlacing), 불선명 제거(de-blurring), 음영 보정 및 확장/축소를 사용하여 처리된다. 화상을 처리한 이후에, 단계 708에서, 프로세서(40)는 특정 화상의 (예를 들어, 스테이지 속도와 현재의 대물 렌즈에서 결정되는) 특성이 결정 단계 710에서 개선되었는지를 결정한다. 화상의 특성이 개선되었으면, 제어는 단계 711로 이전되고, 여기에서 구 화상은 신 화상으로 교체된다. 그렇지 않으면, 제어는 단계 710으로부터 단계 712로 이전되고, 여기에서 프로세서(40)는 구 화상을 보유하고 화면 표시기(46)상에 합성 화상의 화면에서 이를 활용한다.
본 발명에 따라 생성된 합성 화상은 단일의 큰 치수의 화상을 위해 요구되는 것에 비해 컴퓨터 메모리의 최소량을 사용하면서 고속의 수정 및 보상에 매우 적합하다. 이는 스테이지 위치에 의해 이진 트리(binary tree)(도6 참조)로 조직되는 일련의 이산하는 크기의 2차원 타일(tile)들에 합성 화상을 저장함으로써 달성된다. 프로세서(40)는 조작자가 화상 수집 처리를 종료하였는지를 결정한다. 그러한 경우에, 제어는 단계 716으로 이전되고, 여기에서 절차(700)는 종료된다. 그러하지 않은 경우에, 제어는 단계 704로 이전되고, 여기에서 프로세서(40)는 스테이지 위치들과 타임 스탬프식 화상들을 수신 및 저장하는 것을 계속한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈의 위치, 즉 현재의 실시간 시야(live view)가 합성 화상에 고정 위치되고 부품 상의 현재 위치에 대해 위치된 상태에서 검사되지 않은 부품들은 대조되는 컬러 또는 패턴, 예를 들어 약간 어두운 비회색(non-gray color)으로 표시된다. 예를 들어, 실시간 시야는 합성 화상 상에 겹쳐진 가는 선의 직사각형으로 표시될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 부품의 화상의 포착 속도를 높이기 위해, 화상 포착 처리 동안 전체 부품의 외형의 자동 횡단 이동을 허용하는 절차가 제공된다.
본 발명에 따르면, 조작자가 합성 화상의 임의의 부분을 확대할 때, 스테이지는 자동으로 그 위치로 이동되고 실시간 시야는 합성 화상에 고정 위치된다. 일 실시예에서, 대물 렌즈가 50 배 배율로 설정될 때, 가는 선의 직사각형 내측의 실시간 시야의 해상도는 화소 당 약 0.3 미크론이고 직사각형의 외부에서는 해상도가 화소 당 약 5 미크론이다. 상술한 바와 같이, 본 시스템은 유리하게는 조작자가 조이스틱 또는 다른 입력 장치로 스테이지를 수동으로 이동할 수 있도록 구성될 수 있다. 절차가 스테이지의 이동을 제어하도록 시스템이 설정될 때, 스테이지의 이동은 다수의 방식으로 표시될 수 있다. 예를 들면, 부품이 대물 렌즈를 지나쳐 이동하게 하면서 실시간 시야가 고정될 수 있거나, 대안으로 합성 화상이 고정될 수 있고 실시간 시야의 위치가 이동할 수 있다.
전술한 바와 같이, 종래의 압흔 경도 시험 시스템은 압흔들이 기어 이의 상단면으로부터 특정 거리에서 기어 이의 상단면에 수직하는 것을 보장하기 위해 조작자가 피시험 부품의 표면을 따라 "T" 바아의 위치를 정하게 하였다. 그러나, 앞 에서 논의한 바와 같이, 5배 배율에서, 조작자는 "T" 바아의 요구되는 지향 조작에 대해 비교적 양호한 견해를 가지고 있으나, 에지의 5 미크론 범위 내에서 위치를 정하기에는 해상도가 충분하지 않다. 더욱이, 50 배 배율에서, 5 미크론의 범위 내에서 에지를 위치시키는 것은 가능하나 에지는 이 배율 수준에서 직선이 아니기 때문에 "T" 바아의 지향 조작이 곤란하다. 이러한 문제에 대한 한 해결책은 5 배 배율에서 "T" 바아를 회전하고 50 배 배율에서 에지상에 위치시키는 것이다. 보다 정확한 회전각을 산출하는 또다른 해결책은 임의의 대물 렌즈의 시야 보다 "T" 바아를 더 크게 하는 것이 필요하고 "T" 바아를 정확하게 위치하도록 합성 화상을 사용하는 것이다. 전술한 바와 같이, 이는 조작작가 부품의 임의의 위치상에서 확대하게 하고 부품의 그 부분의 실시간 시야는 필요한 해상도로 제공될 수 있다.
종래의 압흔 경도 시스템들은 별도의 창(window)에 원하는 압자의 패턴을 디스플레이하였다. 이들 시스템에서, 조작자는 패턴 창에서 압흔의 위치들을 조작한 다음에 시스템이 부품에 압흔들을 만들도록 지시하였다. 그러나, 앞에서 논의된 바와 같이, 실시간 시야에서 관찰되는 대로 패턴 창에서 제시된 압흔 위치들을 부품 상의 정확한 위치에 상호 관련시키는 것은 용이하지 않다. 유리하게는, 본 발명의 실시예들은 패턴 창이 합성 화상의 상단부상에 겹치게 한다. 따라서, 조작자는 부품의 대형 크기의 외형에 대하여 그리고 저해상도 합성 화상에 대하여 압흔들을 위치시킬 수 있다. 이러한 방식에서, 다음에 조작자는 고정 위치된 실시간 시야를 통해 압흔 위치들을 확대 및 관찰함으로써 압흔 위치들을 미세 조정할 수 있다. 더욱이, 이와 같이 구성된 시스템에서, 화면 표시 영역은 오직 하나의 창이 요구될 때 보존된다. 즉, 각각 데이터의 상이한 층을 보여주는 다수의 창들은 부품의 합성 화상이 본 발명에 따라 구성된 압흔 시험 시스템의 하나의 창에서 관찰될 수 있으므로 필요하지 않다. 그러나, 본 발명에 따라 구성된 압흔 시험 시스템은 각각 합성 화상을 나타내고 필요한 경우 개별적으로 크기 조절(sizable), 줌 조절(zoomable) 및 이동 조절(panalbe)이 가능한 다중 창들을 실행할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 일 실시예에 따르면, 본 발명은 종래의 "T" 바아를 불필요하게 하고 개선된 유사 "T" 형상과 교체되게 하는데, 그 상단부는 신축 자재이고 부품과 용이하게 정렬될 수 있으며, 그 하부는 제시된 압흔 위치들로 이루어진다. 그러나, "T" 형상 이외에 선분 및 알려진 반경을 가지는 원의 형상들도 적용에 따라 바람직할 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
도8a는 기어(102)의 에지(802)의 화상을 추적, 즉 포착한 이후에 기어(102)의 합성 화상의 화면(800)을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 화면(800)은 아직 포착되지 않은 기어(102)의 부분이 배경 패턴(806)으로 표시된 상태에서 고정 위치된 실시간 화상(804)을 포함한다. 도8b는 이(102A)의 확대 도면을 도시한 것으로서 고정 위치된 실시간 화상(804)과 본 발명에 따른 압흔 위치들의 배치를 용이하게 하기 위해 사용되는 "T" 형상을 포함한다. 도8c는 화면(810)에서 도시된 이(102A)의 합성 화상을 더 확대한 도면으로서 실시간 시야(804)와 압흔 위치를 정하기 위해 사용되는 "T" 형상(811)의 레그를 포함한다. 도8d 내지 도8f는 각각 화면(830, 840, 850)들을 도시한 것으로서, 압흔 위치들의 배치를 용이하게 하기 위해 이(102A)와 "T" 형상의 정렬을 예시하고 있다. 도8g는 합성 화상과 현재 실시간 시야의 화상(804A) 위에 겹쳐진 제시된 압흔 위치(813)들을 예시하는 화면(860)을 도시한 것이다. 본 발명의 실시예들은 유리하게는 압흔 위치(813)들이 수동으로 조작되게 한다. 즉, 압흔 위치(813)들은 적절한 입력 장치, 즉, 마우스, 키보드 등을 이용하여 부가 또는 제거될 수 있고, 새로운 위치로 이동될 수 있으며, 그리고/또는 그룹으로서 회전/이동될 수 있다.
따라서, 압흔 경도 시험 시스템의 조작자가 경도 시험할 부품에 압흔 위치들을 용이하게 위치하게 하는 유리한 다수의 기술이 본 명세서에 기재되어 있다.
상술한 기재는 양호한 실시예들로서만 고려된다. 본 발명의 수정은 당업자 및 본 발명을 제조하거나 사용하는 자에게 발생할 것이다. 따라서, 도면 및 상기 기재에서 나타난 실시예들은 단지 예시적 목적이고 본 발명의 범위를 한정하려는 의도가 아니며, 이는 균등 이론을 포함하는 특허법의 원리에 따라 해석되는 다음의 청구범위에 의해 한정되는 것으로 이해하여야 한다.

Claims (23)

  1. 현미경의 일부분을 형성하는 제1 대물 렌즈와 압자를 포함하는 부착된 가동 터릿을 포함하는 프레임과,
    상기 프레임에 부착되는 부품을 수용하기 위한 가동 스테이지와,
    상기 현미경을 통해 부품의 화상들을 포착하기 위한 카메라와,
    화면 표시기와,
    터릿, 가동 스테이지, 카메라 및 화면 표시기의 적어도 일부분에 전기적으로 결합되는 프로세서와,
    상기 프로세서에 결합되는 메모리 서브시스템을 포함하고,
    상기 메모리 서브시스템은 실행 시
    카메라에 의해 제공되는 부품의 일련의 실시간 화상을 포착 및 저장하는 단계와, 상기 실시간 화상들을 위해 스테이지에 의해 제공되는 관련 스테이지 좌표를 저장하는 단계와, 상기 관련 스테이지 좌표에 따라 모인 일련의 실시간 화상을 포함하는 부품의 합성 화상을 디스플레이하는 단계를 수행하도록 프로세서에 지시하는 코드를 저장하는 압흔 경도 시험 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코드는 프로세서가 포착되지 않은 부품의 부분들을 위해 합성 화상에 배경 패턴을 디스플레이하는 추가의 단계를 수행하도록 지시하는 압흔 경도 시험 시스템.
  3. 현미경의 일부분을 형성하는 제1 대물 렌즈와 압자를 포함하는 부착된 가동 터릿을 포함하는 프레임과,
    상기 프레임에 부착되는 부품을 수용하기 위한 가동 스테이지와,
    상기 현미경을 통해 부품의 화상들을 포착하기 위한 카메라와,
    화면 표시기와,
    터릿, 가동 스테이지, 카메라 및 화면 표시기의 적어도 일부분에 전기적으로 결합되는 프로세서와,
    상기 프로세서에 결합되는 메모리 서브시스템을 포함하고,
    상기 메모리 서브시스템은 실행 시 카메라에 의해 제공되는 부품의 일련의 실시간 화상을 포착 및 저장하는 단계와, 상기 실시간 화상들을 위해 스테이지에 의해 제공되는 관련 스테이지 좌표를 저장하는 단계와, 상기 관련 스테이지 좌표에 따라 모인 일련의 실시간 화상을 포함하고 포착되지 않은 부품의 부분들을 위해 배경 패턴을 포함하는 부품의 합성 화상을 디스플레이하는 단계를 수행하도록 프로세서에 지시하는 코드를 저장하는 압흔 경도 시험 시스템.
  4. 현미경의 일부분을 형성하는 제1 대물 렌즈와 압자를 포함하는 부착된 가동 터릿을 포함하는 프레임과,
    상기 프레임에 부착되는 부품을 수용하기 위한 가동 스테이지와,
    현미경을 통해 부품의 화상들을 포착하기 위한 카메라와,
    화면 표시기와,
    터릿, 가동 스테이지, 카메라 및 화면 표시기의 적어도 일부분에 전기적으로 결합되는 프로세서와,
    상기 프로세서에 결합되는 메모리 서브시스템을 포함하고,
    상기 메모리 서브시스템은 실행 시 카메라에 의해 제공되는 부품의 일련의 실시간 화상을 포착 및 저장하는 단계와, 상기 실시간 화상들을 위해 스테이지에 의해 제공되는 관련 스테이지 좌표를 저장하는 단계와, 상기 관련 스테이지 좌표에 따라 모인 일련의 실시간 화상을 포함하고 포착되지 않은 부품의 부분들을 위해 배경 패턴을 포함하는 부품의 합성 화상을 디스플레이하는 단계와, 상기 합성 화상에 부품의 현재 위치 화상을 겹치게 하는 단계와, 상기 현재 위치 화상의 위치를 표시하는 단계를 수행하도록 프로세서에 지시하는 코드를 저장하는 압흔 경도 시험 시스템.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 일련의 실시간 화상들은 포착된 화상들보다 낮은 해상도로 저장되는 압흔 경도 시험 시스템.
  6. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드는 프로세서가 부품의 합성 화상을 디스플레이하기 전에 제1 대물 렌즈와 다른 초점 길이를 가지는 제2 대물 렌즈에 의해 실시간 화상들 중 적어도 하나가 포착되었을 때 일련의 실시간 화상들을 표준화시키는 추가의 단계를 수행하도록 지시하는 압흔 경도 시험 시스템.
  7. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드는 프로세서가 합성 화상에서 부품의 외형선을 디스플레이하는 추가의 단계를 수행하도록 지시하는 압흔 경도 시험 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 합성 화상에서 부품의 외형선을 디스플레이하는 단계는 부품의 에지를 위치 설정하기 위해 부품의 화상 흐름의 프레임을 검사하는 단계와, 부품의 외형선이 완성될 때까지 에지가 다음 프레임을 위해 시야에서 잔존하도록 부품의 에지와 평행한 방향으로 부품을 이동시키는 단계를 포함하는 압흔 경도 시험 시스템.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 코드는 프로세서가 상기 합성 화상에 부품의 현재 위치 화상을 겹치게 하는 단계와,
    상기 현재 위치 화상의 위치를 표시하는 추가의 단계를 수행하도록 지시하는 압흔 경도 시험 시스템.
  10. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코드는 프로세서가 합성 화상 상에 압흔 위치도를 겹치게 하는 단계와, 예상된 압자에 기초한 외형 및 크기와, 압자의 예상된 배향과, 예상된 압자 하중 및 부품의 예상 경도를 나타내는 압흔 외형선으로 제시된 압흔 위치를 디스플레이하는 추가의 단계를 수행하도록 지시하는 압흔 경도 시험 시스템.
  11. 부품의 합성 화상을 제공하기 위한 방법이며,
    카메라에 의해 제공되는 부품의 일련의 실시간 화상을 포착 및 저장하는 단계와,
    상기 일련의 실시간 화상들을 위해 부품이 부착되는 스테이지에 의해 제공되는 관련 스테이지 좌표를 저장하는 단계와,
    상기 관련 스테이지 좌표에 따라 모인 일련의 실시간 화상을 포함하는 부품의 합성 화상을 디스플레이하는 단계와,
    상기 합성 화상에 부품의 현재 위치 화상을 겹치게 하는 단계와,
    상기 현재 위치 화상의 위치를 표시하는 단계를 포함하는 부품의 합성 화상을 제공하기 위한 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 합성 화상에 복수의 수동 조작 가능한 압흔 위치들을 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 부품의 합성 화상을 제공하기 위한 방법.
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