JP2009222567A - 接触面積測定装置および接触面積測定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接触面積測定装置は、試料7に接する光透過性基板6と、前記試料7とは反対側から、前記光透過性基板6に白色光を照射する照射手段と、前記試料7からの反射光と前記光透過性基板6からの反射光とから生じる干渉画像を取得する干渉画像取得手段11と、前記干渉画像の輝度値情報から輝度値ヒストグラムを作成する輝度値ヒストグラム作成手段と、前記輝度値ヒストグラムから接触面積を算出する接触面積演算手段を有する。ここで、干渉画像取得手段11は、干渉画像と前記干渉画像の輝度値情報を取得する。また、輝度値ヒストグラム作成手段は、干渉画像の輝度値情報をRGB輝度値情報に分離し、G輝度値ヒストグラムを作成する。また、接触面積演算手段は、輝度値ヒストグラムを複合正規分布最適化近似により複数の正規分布に分離し、そのうち最も低輝度側の正規分布から接触面積を算出する。
【選択図】図1
Description
本発明は、具体的には、接触している2面間の接触部を可視化し、その可視化画像より真実接触部を抽出する際に、2値化しきい値を要求することなく画像の輝度ヒストグラムのみに基づき統計的に抽出する新規な装置および方法に関するものである。
また、本発明は、新規な接触面積測定方法を提供することを目的とする。
光透過性基板としては、ガラス、サファイヤ、またはポリカーボネイトなどを採用することができる。
なお、G輝度値ヒストグラムばかりでなく、R輝度値ヒストグラムまたはB輝度値ヒストグラムを用いても、本発明の目的を達成することができる。
本例では、白色偏光干渉法を用いて真実接触部の可視化を行う。白色干渉法を用いた測定システムについて説明する。
本例では、真実接触部の解析を、干渉画像の輝度ヒストグラムに着目して行う。取得した画像から、輝度ヒストグラムを作成するにはソフトウェアMATLABを使用した。画像(640×480,720×480)は、RGB(赤緑青)の3要素の輝度データを各8ビット(256階調)ずつ所有している。各要素の画素数をカウントし、輝度ヒストグラムを作成する。
接触面積測定装置には、ガラス板と試験片の間に垂直力を負荷する垂直力負荷機構が設置されている。
(1)低可干渉画像の輝度ヒストグラムを取得して、その最も低輝度側に位置する分布に対 して正規分布へのフィッティングを行い、正規分布する領域を真実接触部と見なして抽出するので、2値化のための輝度しきい値を決める必要がない。
(2)カメラや撮影条件が変化しても接触面全体の統計的情報(干渉画像輝度ヒストグラム の分布形状)に基づいて解析するので、照明の不均一性や傷・ホコリなどの局所的な変動に対するロバステ性がある。
(3)ダイナミックレンジの広いカメラを使用するほど、真実接触部の抽出精度の向上を図 れる。従来のしきい値法では、真実接触部近傍のわずかなすきまを持つ部分の評価をどうするかの問題が常に付随する。
(4)白色偏光干渉の採用によって、接触面の材種・表面性状(低反射率・粗面でも可能)を問わない。
Claims (12)
- 試料に接する光透過性基板と、
前記試料とは反対側から、前記光透過性基板に白色光を照射する照射手段と、
前記試料からの反射光と前記光透過性基板からの反射光とから生じる干渉画像を取得する干渉画像取得手段と、
前記干渉画像の輝度値情報から輝度値ヒストグラムを作成する輝度値ヒストグラム作成手段と、
前記輝度値ヒストグラムから接触面積を算出する接触面積演算手段を有する
接触面積測定装置。 - 干渉画像取得手段は、干渉画像と前記干渉画像の輝度値情報を取得する
請求項1記載の接触面積測定装置。 - 輝度値ヒストグラム作成手段は、干渉画像の輝度値情報をRGB輝度値情報に分離し、G輝度値ヒストグラムを作成する
請求項1記載の接触面積測定装置。 - 接触面積演算手段は、輝度値ヒストグラムの複合正規分布最適化近似により、接触面積を算出する
請求項1記載の接触面積測定装置。 - 接触面積演算手段は、輝度値ヒストグラムを複合正規分布最適化近似により複数の正規分布に分離し、そのうち最も低輝度側の正規分布から接触面積を算出する
請求項1記載の接触面積測定装置。 - 干渉画像取得手段は、干渉画像と前記干渉画像の輝度値情報を取得し、
輝度値ヒストグラム作成手段は、前記干渉画像の輝度値情報をRGB輝度値情報に分離し、G輝度値ヒストグラムを作成し、
接触面積演算手段は、前記G輝度値ヒストグラムを複合正規分布最適化近似により複数の正規分布に分離し、そのうち最も低輝度側の正規分布から接触面積を算出する
請求項1記載の接触面積測定装置。 - 試料に光透過性基板を接触させ、
前記試料とは反対側から、前記光透過性基板に白色光を照射し、
前記試料からの反射光と前記光透過性基板からの反射光とから生じる干渉画像を取得し、
前記干渉画像の輝度値情報から輝度値ヒストグラムを作成し、
前記輝度値ヒストグラムから接触面積を算出する
接触面積測定方法。 - 干渉画像の取得は、干渉画像と前記干渉画像の輝度値情報を取得する
請求項7記載の接触面積測定方法。 - 輝度値ヒストグラムの作成は、干渉画像の輝度値情報をRGB輝度値情報に分離し、G輝度値ヒストグラムを作成する
請求項7記載の接触面積測定方法。 - 接触面積の演算は、輝度値ヒストグラムの複合正規分布最適化近似により、接触面積を算出する
請求項7記載の接触面積測定方法。 - 接触面積の演算は、輝度値ヒストグラムを複合正規分布最適化近似により複数の正規分布に分離し、そのうち最も低輝度側の正規分布から接触面積を算出する
請求項7記載の接触面積測定方法。 - 干渉画像の取得は、干渉画像と前記干渉画像の輝度値情報を取得し、
輝度値ヒストグラムの作成は、前記干渉画像の輝度値情報をRGB輝度値情報に分離し、G輝度値ヒストグラムを作成し、
接触面積の演算は、前記G輝度値ヒストグラムを複合正規分布最適化近似により複数の正規分布に分離し、そのうち最も低輝度側の正規分布から接触面積を算出する
請求項7記載の接触面積測定方法。
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