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ナノメートルオーダー非接触表面粗さ評価システムの開発

纳米级非接触式表面粗糙度评价系统的研制

基本信息

批准号：
14750356
负责人：
小田功
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kisarazu National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

物体表面の実際の粗さと人間が視覚で感じる粗さとは,物体の材質や色彩によって異なったものになることが,経験上わかっている.そこで,工業分野においては,塗装面,紙,金属板などの品質向上のため,人間の視覚に基づいてその表面粗さを非接触で評価することが注目されている.現在,一般的には被検面からの正反射光の光強度を検出することで,表面粗さの計測をおこなっているが,この手法だと,被検面の材質や色彩の影響を受けるため,人間の視覚に基づいた表面粗さの評価はできない.さらに,近年の微細加工技術の進展にともない,ナノメートルオーダーでの表面粗さの計測が要求されつつある.そこで,本研究では光強度のみでなく,回折現象やモアレトポグラフィ法を利用して,被検面の微細形状をナノメートルオーダーで計測するとともに,人間の視覚に基づき表面粗さの評価をおこなう新規的な非接触表面粗さ評価システムを開発する.視覚に基づいた表面粗さの評価をおこなうための基礎的な研究として,樹脂面を観察したところ,人間が視覚で感じる表面性状は,被検面の半透明さに依存しているようであることがわかった.ところで,三次元形状計測法の一種に,パターン投影法と呼ばれる手法がある.これはあるパターンの影を被検面に投影し,その変形具合から三次元形状を算出するものであるが,我々は人体の形状を計測する際,コントラストが著しく低下することを見出した.そこで,あるパターンの影を樹脂面に投影し,そのコントラストを測定することで樹脂面の表面粗さを評価することができるのではないかと考えた.様々な粗さの樹脂表面に対して実験をおこなった結果,樹脂面に投影されるコントラストを測定することで,樹脂の表面粗さを評価できることがわかった平成16年度は,測定サンプルとして表面粗さが異なった半透明の樹脂を用い,格子像を投影する際の入射角依存性を調べた.その結果,入射角を小さくするほど,表面粗さに対するコントラストは,大きく変化することがわかった.さらに,測定サンプルの表面から光を照射し,その透過光強度も測定した.この実験結果から,表面粗さの異なる樹脂表面に格子パターンを投影したとき,格子像のコントラストと樹脂面の透明度との間には関係があり,コントラストが大きいほどその樹脂の透明度は低いことが,実験的に確かめられた.

The surface of the object is thick and the human body is visually sensitive. The material color of the object is different. For example, in the industrial field, coating surface, paper, metal plate, etc., the quality of the coating surface, paper, metal plate, etc. is improved, and the surface roughness of the human surface is evaluated without contact. Now, the general surface of the positive reflection of light intensity detection, measurement of surface roughness, this method, the surface of the material and color of the affected, human vision base surface roughness evaluation. In recent years, the progress of micromachining technology has made great progress. In this study, we have developed a new method for measuring the fine shape of the surface to be inspected by using the reflection phenomenon of the light intensity and the evaluation of the surface roughness of the human visual substrate. The basic research of the surface roughness evaluation of the visual base, the resin surface observation, the human visual sense, the surface properties, the translucent surface dependence. A method of measuring three-dimensional shapes by projection. The shape of the human body is calculated by the projection of the shadow of the human body. For example, if the resin surface is rough, the resin surface will be rough. The surface roughness of the resin was measured by the angle of incidence of the projection of the resin. As a result, the angle of incidence is small, the surface roughness is large, and the angle of incidence is small. In this paper, the surface of the measurement of light irradiation, transmission of light intensity measurement. The results show that the resin surface is rough and the resin surface is transparent. The resin surface is transparent. The resin surface is transparent.