JP2012190098A - Etching simulation device, etching simulation method, program, and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエッチングシミュレーション装置、エッチングシミュレーション方法、プログラム、記憶媒体に関する。より詳しくは、マスクデータを利用してエッチングの手法によりエンボス版を製造するシミュレーションを行なうエッチングシミュレーション装置、エッチングシミュレーション方法、およびプログラム、記憶媒体に関する。 The present invention relates to an etching simulation apparatus, an etching simulation method, a program, and a storage medium. More specifically, the present invention relates to an etching simulation apparatus, an etching simulation method, a program, and a storage medium that perform a simulation for manufacturing an embossed plate by an etching technique using mask data.
従来、織物等のテクスチュアの質感を有する壁紙等のシートを製造するため、エンボス版が用いられる。エンボス版には、テクスチュアの表面の凹凸形状が再現され、これを利用して紙、樹脂、合成皮革、金属等からなる所望のシートに対してエンボス加工を行えば、テクスチュアの表面の凹凸形状を再現し、テクスチュアの質感を有するシートを得ることが可能となる。 Conventionally, an embossed plate is used to manufacture a sheet such as wallpaper having a texture of a texture such as a fabric. The embossed plate reproduces the textured surface irregularities, and if this is used to emboss a desired sheet of paper, resin, synthetic leather, metal, etc., the textured surface irregularities can be obtained. It is possible to reproduce and obtain a sheet having a texture of texture.
エンボス版の表面にテクスチュアの表面の凹凸形状を疑似的に再現する方法として、多段エッチングによるものがある。多段エッチングとは、最大10回程度、複数回のエッチングを行うことで、エンボス版の表面に多段形状を疑似的に形成する手法である。 As a method for artificially reproducing the uneven shape of the texture surface on the surface of the embossed plate, there is a method by multi-stage etching. Multi-stage etching is a technique in which a multi-stage shape is artificially formed on the surface of an embossed plate by performing etching a maximum of about 10 times.
例えば、図15(a)に示すように、エッチング対象である金属等のエンボス版の表面51にレジスト53をコーティングし、図15(b)に示すように、所定の位置(露光部55)にレーザビームを照射する。すると、図15(c)に示すように露光部55のレジスト53が硬化する。この後洗浄処理を行い硬化されなかったレジスト53を除去すると、硬化したレジスト53のパターンが形成される。その後、エンボス版の表面51に腐食液を作用させると、図15(d)に示すように、露出した金属面が腐食を受けて窪む。最後に洗浄処理により残ったレジスト53の除去を行い、図15(e)に示すように、エンボス版の表面51にレジスト53のパターンに応じた凹凸構造が形成される。 For example, as shown in FIG. 15 (a), a resist 53 is coated on the surface 51 of an embossed plate such as a metal to be etched, and as shown in FIG. 15 (b), a predetermined position (exposure portion 55) is formed. Irradiate with a laser beam. Then, as shown in FIG. 15C, the resist 53 of the exposure portion 55 is cured. Thereafter, a cleaning process is performed to remove the uncured resist 53, whereby a pattern of the cured resist 53 is formed. Thereafter, when a corrosive liquid is applied to the surface 51 of the embossed plate, the exposed metal surface is corroded and recessed as shown in FIG. Finally, the remaining resist 53 is removed by the cleaning process, and an uneven structure corresponding to the pattern of the resist 53 is formed on the surface 51 of the embossed plate as shown in FIG.
これらレジストのコーティング、露光処理、洗浄処理(1回目)、腐食処理、洗浄処理(2回目)を、レジストのパターンを変えながら目的とするエンボス版の表面51の形状に合わせて複数回繰り返すことにより、図16に示すように、エンボス版の表面51に深さの異なる凹凸が形成される。図16ではエンボス版の浅い位置から先にエッチングを行い、その内側を段階的に掘り下げるように複数回のエッチングが行われている。 By repeating the resist coating, exposure processing, cleaning processing (first time), corrosion processing, and cleaning processing (second time) a plurality of times according to the shape of the surface 51 of the target embossing plate while changing the resist pattern. As shown in FIG. 16, irregularities having different depths are formed on the surface 51 of the embossed plate. In FIG. 16, the etching is first performed from a shallow position of the embossed plate, and the etching is performed a plurality of times so as to dig up the inside stepwise.
この際、所定の位置にレーザを照射し、レジストのパターンを形成するために、所定の位置における露光の有無を定めるマスクデータが用いられる。このマスクデータは、例えば、テクスチュアの高さ情報(表面の凹凸形状)を階調値で表すデータであるハイトフィールドデータを、所定の閾値により2値化して生成される。布地等のハイトフィールドデータからマスクデータを生成する例が、特許文献1、2、3に示されている。 At this time, in order to irradiate a predetermined position with a laser and form a resist pattern, mask data for determining the presence / absence of exposure at the predetermined position is used. The mask data is generated, for example, by binarizing height field data, which is data representing texture height information (uneven shape on the surface) with gradation values, using a predetermined threshold value. Examples of generating mask data from height field data such as fabric are disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3.
ところで、上記のエッチング工程では、マスクデータ(レジスト膜のパターン)からは予期できない形状がエンボス版上に形成される課題がある。この理由として、サイドエッチングと丸エッチングがある。 By the way, in said etching process, there exists a subject by which the shape which cannot be anticipated from mask data (resist film pattern) is formed on an embossed plate. This is because of side etching and round etching.
サイドエッチングとは、レジスト膜より内側に意図しないエッチングが生じる現象を指す。例えば図17(a)のように、レジスト53のパターンによりエンボス版の表面51で一定の深さをエッチングした場合、レジスト膜側の部分55aもエッチングされ、意図しない形状が形成されてしまう。 Side etching refers to a phenomenon in which unintended etching occurs inside the resist film. For example, as shown in FIG. 17A, when a certain depth is etched on the surface 51 of the embossed plate by the pattern of the resist 53, the resist film side portion 55a is also etched, and an unintended shape is formed.
丸エッチングとは、エッチング対象の角部でエッチング速度が変化することにより、所定時間のエッチング後、全体的に形状が丸まる現象を指す。例えば図17(b)のように、エンボス版の表面51に突出する部分55bがある場合、部分55bではより早くエッチングされ、所定時間のエッチング後には、部分55bの腐食深度がそれ以外の箇所での腐食深度より大きくなり、全体的に形状が丸まる。 The term “round etching” refers to a phenomenon in which the shape is rounded as a whole after etching for a predetermined time by changing the etching rate at the corner of the etching target. For example, as shown in FIG. 17 (b), when there is a portion 55b protruding on the surface 51 of the embossed plate, the portion 55b is etched faster, and after etching for a predetermined time, the corrosion depth of the portion 55b is at other locations. It becomes larger than the depth of corrosion, and the shape is rounded as a whole.
従来、上記の影響については、マスクデータの作成時に、いったん作成したマスクデータを用いてエッチングを行い、エッチング結果により意匠を確認し、適切なマスクデータが作成されているかを検討していたが、実際にエッチングを行うには手間がかかり、マスクデータの制作コストが増える要因となっていた。 Conventionally, for the above effects, when creating mask data, etching was performed using the mask data once created, the design was confirmed by the etching result, and whether appropriate mask data was created, Etching is actually time-consuming, which increases the production cost of mask data.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、エンボス版の形状の変化を正確に反映させたエッチングシミュレーションを行うことにより、マスクデータの作成の際のコストを低減できるエッチングシミュレーション装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and performs an etching simulation that accurately reflects changes in the shape of an embossed plate, thereby reducing an etching simulation apparatus that can reduce the cost when creating mask data. The purpose is to provide.
前述した目的を達するための第1の発明は、マスクデータを利用してエッチングの手法によりエンボス版を製造するシミュレーションを行なうエッチングシミュレーション装置であって、テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるテクスチュアのハイトフィールドデータを閾値により2値化し生成された、開口部とマスク部を有するマスクデータと、開口部とマスク部の境界からマスク部側に向かう距離と腐食深度との関係を表すサイドエッチングプロファイルとに基づき、エッチング対象の高さ情報を階調値で表すハイトフィールドデータについて、マスクデータの開口部に対応する箇所では所定の腐食深度を前記階調値から減算し、マスク部に対応する箇所では前記サイドエッチングプロファイルに基づく前記境界からの距離に応じた腐食深度を前記階調値から減算することにより、サイドエッチングの影響を反映したエッチング後のエッチング対象のハイトフィールドデータを生成するエッチングシミュレーションを行うことを特徴とするエッチングシミュレーション装置である。 A first invention for achieving the above-described object is an etching simulation apparatus for performing a simulation for manufacturing an embossed plate by an etching technique using mask data, wherein the height information of the texture is represented by gradation values. Represents the relationship between the mask depth data generated by binarizing the height field data of the texture with the threshold value and the distance from the boundary between the opening portion and the mask portion toward the mask portion and the corrosion depth. Based on the side etching profile, with respect to the height field data that represents the height information of the etching target as a gradation value, a predetermined corrosion depth is subtracted from the gradation value at a position corresponding to the opening of the mask data, and the mask portion The distance from the boundary based on the side etching profile at the corresponding location By subtracting the corresponding corrosion depth from the tone value is an etching simulation apparatus characterized by performing an etching simulation to generate the etching target height field data after the etching, reflecting the influence of side etching.
上記構成により、エッチング時にマスク側でもエッチングが進行するサイドエッチングの影響を考慮した、正確なエッチングシミュレーションを行うことができる。これにより、マスクデータの作成時に実際にエッチングを行うことなく意匠の確認ができ、マスクデータの作成のコストが低減される。 With the above configuration, an accurate etching simulation can be performed in consideration of the influence of side etching in which etching proceeds on the mask side during etching. Thereby, the design can be confirmed without actually performing etching at the time of creating mask data, and the cost of creating mask data is reduced.
前記エッチングシミュレーションでは、エッチング対象の角部においてエッチングの速度が変化する丸エッチングの影響について、エッチング対象上の一の箇所がその両側のエッチング対象上の所定の箇所となす角度および前記角度を二等分する線分の鉛直方向に対する傾斜角と、前記一の箇所におけるエッチング進行の度合いとの関係を示す丸エッチングプロファイルを用いて、前記腐食深度に対する重み付けを行なうことにより、丸エッチングの影響を反映したエッチング後のエッチング対象のハイトフィールドデータを生成する。 In the etching simulation, with respect to the influence of the round etching that changes the etching speed at the corner of the etching target, the angle formed by one point on the etching target with a predetermined point on the etching target on both sides and the angle are equal to each other. The influence of the round etching was reflected by weighting the corrosion depth using the round etching profile indicating the relationship between the inclination angle with respect to the vertical direction of the line segment to be divided and the degree of etching progress in the one place. Height field data to be etched after etching is generated.
かかる構成により、エッチング時に角部においてエッチング速度が変化する丸エッチングの影響を考慮した、より正確なエッチングシミュレーションを行うことができ、これにより、マスクデータの作成時に、より詳細に意匠の確認ができる。 With this configuration, it is possible to perform a more accurate etching simulation that takes into account the effect of round etching that changes the etching rate at the corners during etching, and thus the design can be confirmed in more detail when creating mask data. .
前記エッチングプロファイルは、少なくともエッチング液の種類、濃度、温度、エッチング対象の素材のいずれかに応じて、異なるものが定められる。 Different etching profiles are determined depending on at least one of the type, concentration, temperature, and material to be etched.
かかる構成により、エッチングプロファイルについて数々の条件に応じて異なるデータを用いることで、エッチング環境の影響を考慮した、さらに正確なエッチングシミュレーションを行うことができ、これにより、マスクデータの作成時に、さらに詳細に意匠の確認ができる。 With such a configuration, it is possible to perform a more accurate etching simulation considering the influence of the etching environment by using different data for the etching profile according to a number of conditions. The design can be confirmed.
前述した目的を達するための第2の発明は、マスクデータを利用してエッチングの手法によりエンボス版を製造するシミュレーションを行なうエッチングシミュレーション装置によるエッチングシミュレーション方法であって、エッチングシミュレーション装置が、テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるテクスチュアのハイトフィールドデータを閾値により2値化し生成された、開口部とマスク部を有するマスクデータと、開口部とマスク部の境界からマスク部側に向かう距離と腐食深度との関係を表すサイドエッチングプロファイルとに基づき、エッチング対象の高さ情報を階調値で表すハイトフィールドデータについて、マスクデータの開口部に対応する箇所では所定の腐食深度を前記階調値から減算し、マスク部に対応する箇所では前記サイドエッチングプロファイルに基づく前記境界からの距離に応じた腐食深度を前記階調値から減算することにより、サイドエッチングの影響を反映したエッチング後のエッチング対象のハイトフィールドデータを生成するエッチングシミュレーションを行うことを特徴とするエッチングシミュレーション方法である。 A second invention for achieving the above-mentioned object is an etching simulation method by an etching simulation apparatus for performing a simulation for manufacturing an embossed plate by an etching technique using mask data, wherein the etching simulation apparatus has a high texture. The height data of the texture, which is the data representing the depth information, is generated by binarizing the threshold value with the threshold value, and the mask data having the opening portion and the mask portion, and from the boundary between the opening portion and the mask portion toward the mask portion side. Based on the side etching profile that represents the relationship between the distance and the corrosion depth, height field data that represents the height information of the object to be etched as gradation values, the predetermined corrosion depth is set at the level corresponding to the opening of the mask data. Subtract from key value to support mask Etching to generate the height field data of the etching target after etching reflecting the influence of side etching by subtracting the corrosion depth according to the distance from the boundary based on the side etching profile from the gradation value An etching simulation method characterized by performing a simulation.
前記エッチングシミュレーションでは、エッチング対象の角部においてエッチングの速度が変化する丸エッチングの影響について、エッチング対象上の一の箇所がその両側のエッチング対象上の所定の箇所となす角度および前記角度を二等分する線分の鉛直方向に対する傾斜角と、前記一の箇所におけるエッチング進行の度合いとの関係を示す丸エッチングプロファイルを用いて、前記腐食深度に対する重み付けを行なうことにより、丸エッチングの影響を反映したエッチング後のエッチング対象のハイトフィールドデータを生成する。 In the etching simulation, with respect to the influence of the round etching that changes the etching speed at the corner of the etching target, the angle formed by one point on the etching target with a predetermined point on the etching target on both sides and the angle are equal to each other. The influence of the round etching was reflected by weighting the corrosion depth using the round etching profile indicating the relationship between the inclination angle with respect to the vertical direction of the line segment to be divided and the degree of etching progress in the one place. Height field data to be etched after etching is generated.
前記エッチングプロファイルは、少なくともエッチング液の種類、濃度、温度、エッチング対象の素材のいずれかに応じて、異なるものが定められる。 Different etching profiles are determined depending on at least one of the type, concentration, temperature, and material to be etched.
前述した目的を達するための第3の発明は、コンピュータを、第1の発明のエッチングシミュレーション装置として機能させるプログラムである。 A third invention for achieving the above object is a program for causing a computer to function as the etching simulation apparatus of the first invention.
前述した目的を達するための第4の発明は、コンピュータを、第1の発明のエッチングシミュレーション装置として機能させるプログラムを記憶した記憶媒体である。 A fourth invention for achieving the above object is a storage medium storing a program for causing a computer to function as the etching simulation apparatus of the first invention.
本発明により、エンボス版の形状の変化を正確に反映させたエッチングシミュレーションを行うことにより、マスクデータの作成の際のコストを低減できるエッチングシミュレーション装置等を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an etching simulation apparatus and the like that can reduce the cost for creating mask data by performing an etching simulation that accurately reflects a change in the shape of the embossed plate.
以下、図面を参照しながら、本発明のエッチングシミュレーション装置等の実施形態について説明する。
まず、図1、図2を参照して、本実施形態のエッチングシミュレーション装置について説明する。
Hereinafter, embodiments of the etching simulation apparatus and the like of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the etching simulation apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS.
図1は、エッチングシミュレーション装置1のハードウェア構成の一例を示す図である。図1に示すように、エッチングシミュレーション装置1は、制御部11、記憶部12、メディア入出力部13、周辺機器I/F部14、通信部15、入力部16、表示部17等がバス18を介して接続されて構成される。 FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the etching simulation apparatus 1. As shown in FIG. 1, the etching simulation apparatus 1 includes a control unit 11, a storage unit 12, a media input / output unit 13, a peripheral device I / F unit 14, a communication unit 15, an input unit 16, a display unit 17 and the like on a bus 18. It is connected and configured.
制御部11は、CPU、ROM、RAM等により構成される。CPUは、記憶部12、ROM、記録媒体等に格納されるプログラムをRAM上のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バス18を介して接続された各部を駆動制御する。ROMは、コンピュータのブートプログラムやBIOS等のプログラム、データ等を恒久的に保持する。RAMは、ロードしたプログラムやデータを一時的に保持するとともに、制御部11が各種処理を行うため使用するワークエリアを備える。 The control unit 11 includes a CPU, ROM, RAM, and the like. The CPU calls a program stored in the storage unit 12, ROM, recording medium or the like to a work memory area on the RAM and executes it, and drives and controls each unit connected via the bus 18. The ROM permanently holds a computer boot program, a program such as BIOS, data, and the like. The RAM temporarily stores the loaded program and data, and includes a work area used by the control unit 11 to perform various processes.
記憶部12は、例えばハードディスクドライブであり、制御部11が実行するプログラムや、プログラム実行に必要なデータ、OS(オペレーティング・システム)等が格納されている。 The storage unit 12 is, for example, a hard disk drive, and stores a program executed by the control unit 11, data necessary for program execution, an OS (operating system), and the like.
メディア入出力部13は、例えば、フロッピー(登録商標)ディスクドライブ、CDドライブ、DVDドライブ、MOドライブ等のメディア入出力装置であり、データの入出力を行う。
周辺機器I/F(インタフェース)部14は、周辺機器を接続させるためのポートであり、周辺機器I/F部14を介して周辺機器とのデータの送受信を行う。周辺機器I/F部14は、USB等で構成されており、通常複数の周辺機器I/Fを有する。周辺機器との接続形態は有線、無線を問わない。
The media input / output unit 13 is a media input / output device such as a floppy (registered trademark) disk drive, CD drive, DVD drive, or MO drive, and performs data input / output.
The peripheral device I / F (interface) unit 14 is a port for connecting a peripheral device, and transmits / receives data to / from the peripheral device via the peripheral device I / F unit 14. The peripheral device I / F unit 14 is configured by a USB or the like, and usually includes a plurality of peripheral devices I / F. The connection form with the peripheral device may be wired or wireless.
通信部15は、通信制御装置、通信ポート等を有し、ネットワーク等との通信を媒介する通信インタフェースであり、通信制御を行う。
入力部16は、例えば、キーボード、マウス等のポインティング・デバイス、テンキー等の入力装置であり、入力されたデータを制御部11へ出力する。
The communication unit 15 includes a communication control device, a communication port, and the like, and is a communication interface that mediates communication with a network or the like, and performs communication control.
The input unit 16 is an input device such as a keyboard, a pointing device such as a mouse, or a numeric keypad, and outputs input data to the control unit 11.
表示部17は、例えば液晶パネル、CRTモニタ等のディスプレイ装置と、ディスプレイ装置と連携して表示処理を実行するための論理回路(ビデオアダプタ等)で構成され、制御部11の制御により入力された表示情報をディスプレイ装置上に表示させる。
バス18は、各装置間の制御信号、データ信号等の授受を媒介する経路である。
The display unit 17 includes a display device such as a liquid crystal panel or a CRT monitor, and a logic circuit (video adapter or the like) for executing display processing in cooperation with the display device, and is input under the control of the control unit 11. Display information is displayed on a display device.
The bus 18 is a path that mediates transmission / reception of control signals, data signals, and the like between the devices.
次に、エッチングシミュレーション装置1の機能構成について、図2を用いて説明する。図2に示すように、エッチングシミュレーション装置1は、マスクデータ生成手段21、エッチングシミュレーション手段23等を有し、記憶部12にハイトフィールドデータ(テクスチュア)25、マスクデータ26、エッチングプロファイル27、腐食深度データ28、ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29を記憶する。 Next, the functional configuration of the etching simulation apparatus 1 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the etching simulation apparatus 1 includes a mask data generation unit 21, an etching simulation unit 23, and the like. The storage unit 12 stores height field data (texture) 25, mask data 26, an etching profile 27, a corrosion depth. Data 28 and height field data (etching target) 29 are stored.
マスクデータ生成手段21は、エッチングシミュレーション装置1の制御部11が、入力部16等を介してユーザにより入力された、マスクデータ生成等に用いるパラメータに応じて、ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25より1以上のマスクデータ26を生成し記憶部12に記憶するものである。入力されるパラメータは、閾値や閾値の数等である。 The mask data generating means 21 is one from height field data (texture) 25 according to the parameters used by the control unit 11 of the etching simulation apparatus 1 for mask data generation or the like input by the user via the input unit 16 or the like. The above mask data 26 is generated and stored in the storage unit 12. The input parameters are a threshold value, the number of threshold values, and the like.
エッチングシミュレーション手段23は、エッチングシミュレーション装置1の制御部11が、マスクデータ26、エッチングプロファイル27、腐食深度データ28を用いて、ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29に対しエッチングシミュレーションを行ない、エッチング後のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29を作成し、記憶部12に記憶するものである。 In the etching simulation means 23, the control unit 11 of the etching simulation apparatus 1 performs an etching simulation on the height field data (etching target) 29 using the mask data 26, the etching profile 27, and the corrosion depth data 28, and after etching. Height field data (etching target) 29 is created and stored in the storage unit 12.
ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25は、テクスチュアの表面の凹凸形状(高さ)の情報を例えば256の階調値で表したグレースケールの画像データであり、エッチングによりエンボス版を作成する際の目標となる形状である。ハイトフィールドデータ25は、予め、あるいはエッチングシミュレーション装置1での処理の開始に際して入力し、記憶部12等に記憶させておく。 The height field data (texture) 25 is grayscale image data representing, for example, 256 gradation values on the textured surface shape (height) of the texture surface, and the target for creating an embossed plate by etching. This is a shape. The height field data 25 is input in advance or at the start of processing in the etching simulation apparatus 1 and stored in the storage unit 12 or the like.
マスクデータ26は、エッチング対象に対しエッチングを行なう箇所(開口部)とエッチングを行なわない箇所(マスク部)を示すデータである。実際のエッチングでは、マスク部が該当する箇所で、コーティングしたレジストにレーザを照射して硬化させることにより、エッチング対象にレジスト膜が形成される。 The mask data 26 is data indicating a location where the etching target is etched (opening portion) and a location where the etching is not performed (mask portion). In actual etching, a resist film is formed on an object to be etched by irradiating the coated resist with a laser at a location corresponding to the mask portion to cure.
エッチングプロファイル27は、実際のエッチング時のエッチング対象の形状の詳細な変化に関するデータであり、後述するサイドエッチングプロファイル27aと丸エッチングプロファイル27bを含む。サイドエッチングプロファイル27aは、エッチング時にマスク部側でもエッチングが進行する前述のサイドエッチングの影響を表現するものである。丸エッチングプロファイル27bは、エッチング時にエッチング対象の角部においてエッチング速度が変化する前述の丸エッチングの影響を表現するものである。 The etching profile 27 is data relating to detailed changes in the shape of an etching target during actual etching, and includes a side etching profile 27a and a round etching profile 27b described later. The side etching profile 27a expresses the influence of the above-described side etching in which etching proceeds on the mask portion side during etching. The round etching profile 27b expresses the influence of the aforementioned round etching in which the etching rate changes at the corners to be etched during etching.
腐食深度データ28は、マスクデータ生成の際の閾値に相当する所定の腐食深度を定めるものである。マスクデータ26の生成に用いる閾値と、マスクデータ26を用いた1回分のエッチングにおける所定の腐食深度が関連付けて定められる。 The corrosion depth data 28 defines a predetermined corrosion depth corresponding to a threshold value when generating mask data. A threshold value used for generation of the mask data 26 and a predetermined corrosion depth in one etching using the mask data 26 are determined in association with each other.
ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29は、エッチング対象であるエンボス版の表面の凹凸形状(高さ)の情報を表したハイトフィールドデータである。エッチングシミュレーションが繰り返されることにより初期のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29の表面がマスクデータ26に応じて窪んだ形状となり、ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25(の上下反転形状)に近づく。 The height field data (etching target) 29 is height field data representing information on the uneven shape (height) of the surface of the embossed plate to be etched. By repeating the etching simulation, the surface of the initial height field data (etching target) 29 becomes a concave shape according to the mask data 26, and approaches the height field data (texture) 25 (the upside down shape).
次に、エッチングシミュレーション装置1によるエッチングシミュレーション処理の手順について、図3〜図11を用いて説明する。 Next, the procedure of the etching simulation process by the etching simulation apparatus 1 will be described with reference to FIGS.
まず、図3、図4を用いて、ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25を用いたマスクデータ26の生成について説明する。 First, generation of mask data 26 using height field data (texture) 25 will be described with reference to FIGS.
図3に示すように、まず、2値化の際の閾値や閾値の数等の、マスクデータ26の生成に用いるパラメータを、入力部16等を介して入力する(ステップS11)。 As shown in FIG. 3, first, parameters used for generating the mask data 26 such as a threshold value and the number of threshold values for binarization are input via the input unit 16 or the like (step S11).
エッチングシミュレーション装置1の制御部11は、ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25について、ステップS11で入力された閾値等のパラメータに応じて、各閾値による2値化を行い、マスクデータ26を生成する(ステップS12)。生成されたマスクデータ26は、エッチングシミュレーション装置1の記憶部12に記憶される。また、メディア入出力部13を介して記録媒体に出力したりしてもよい。 The control unit 11 of the etching simulation apparatus 1 binarizes the height field data (texture) 25 with each threshold value according to the parameters such as the threshold value input in step S11, and generates mask data 26 (step). S12). The generated mask data 26 is stored in the storage unit 12 of the etching simulation apparatus 1. Alternatively, it may be output to a recording medium via the media input / output unit 13.
図4は、マスクデータ26の生成について示す図で、図4(a)に示す例では、ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25について、4つの閾値31(高いものから順に31−1〜31−4)を定め、各閾値以上か否かによる2値化を行う。なお、閾値等はこれに限らず、目的に応じてステップS11で適宜定め入力すればよい。 FIG. 4 is a diagram showing generation of the mask data 26. In the example shown in FIG. 4A, four threshold values 31 (31-1 to 31-4 in order from the highest) for the height field data (texture) 25 are shown. And binarization is performed based on whether or not each threshold is exceeded. The threshold value and the like are not limited to this, and may be determined and input as appropriate in step S11 according to the purpose.
図4(b)は、このようにして生成されたマスクデータ26の例である。マスクデータ26−1は、ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25について、閾値31−1以上か否かで2値化したものである。26aは閾値31−1以上の領域である開口部、26bは閾値31−1より低い領域であるマスク部である。同様の処理を各閾値31(31−1〜31−4)について行い、ハイトフィールドデータ(テクスチュア)25について、閾値の数だけマスクデータ26(26−1〜26−4)が生成される。 FIG. 4B is an example of the mask data 26 generated in this way. The mask data 26-1 is binarized by determining whether the height field data (texture) 25 is equal to or higher than the threshold value 31-1. Reference numeral 26a denotes an opening which is an area equal to or higher than the threshold 31-1, and reference numeral 26b denotes a mask which is an area lower than the threshold 31-1. Similar processing is performed for each threshold value 31 (31-1 to 31-4), and mask data 26 (26-1 to 26-4) is generated for the height field data (texture) 25 by the number of threshold values.
次に、ユーザの指示に応じて、マスクデータ26、エッチングプロファイル27、腐食深度データ28を用いて、ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29に対するエッチングシミュレーションを行なう。このエッチングシミュレーションについて、図5〜図11を用いて説明する。 Next, an etching simulation is performed on height field data (etching target) 29 using the mask data 26, the etching profile 27, and the corrosion depth data 28 in accordance with a user instruction. This etching simulation will be described with reference to FIGS.
図5に示すように、エッチングシミュレーションにおいては、まず、エッチングシミュレーション装置1の制御部11が、記憶部12に記憶されたマスクデータ26を取得する(ステップS21)。例えば、初回には、前記したマスクデータ26−1を取得する。 As shown in FIG. 5, in the etching simulation, first, the control unit 11 of the etching simulation apparatus 1 acquires the mask data 26 stored in the storage unit 12 (step S21). For example, the above-described mask data 26-1 is acquired for the first time.
そして、制御部11は、マスクデータ26とサイドエッチングプロファイル27a、腐食深度データ28を用い、エッチング時の腐食深度を示すエッチングデータ46の算出を行なう(ステップS22)。 And the control part 11 calculates the etching data 46 which shows the corrosion depth at the time of etching using the mask data 26, the side etching profile 27a, and the corrosion depth data 28 (step S22).
ステップS22では、図6に示すように、まず、ステップS21で取得したマスクデータ26の各画素(セル)における、マスク部26bと開口部26aの境界からの距離を算出し、距離データ30を作成する(ステップS221)。 In step S22, as shown in FIG. 6, first, the distance from the boundary between the mask part 26b and the opening 26a in each pixel (cell) of the mask data 26 acquired in step S21 is calculated, and the distance data 30 is created. (Step S221).
距離データ30を作成するには、まず、図7(a)に示すように、マスクデータ26と同じ大きさの配列の距離データ30を用意して、全てのセルの値を最大値で初期化する。なお、図7において白抜き数字の部分はマスクデータ26においてマスク部26bに当たるセルで、それ以外は開口部26aに当たるセルである。 To create the distance data 30, first, as shown in FIG. 7A, the distance data 30 having the same size as the mask data 26 is prepared, and the values of all the cells are initialized to the maximum values. To do. In FIG. 7, the white numerals are the cells corresponding to the mask portion 26b in the mask data 26, and the other portions are the cells corresponding to the opening 26a.
次に、図7(b)に示すように、マスクデータ26におけるマスク部26bと開口部26aの境界に対応するセルの値に距離0を格納する。 Next, as shown in FIG. 7B, the distance 0 is stored in the value of the cell corresponding to the boundary between the mask part 26b and the opening part 26a in the mask data 26.
次に、図7(c)に示すように、距離データ30を走査して、各セルの値を、周囲8近傍のセルに格納された値と周囲8近傍のセルまでの距離(上下左右は1、斜め方向は√2)を周囲8近傍のセルごとに足した値の中で、最も小さい値で更新する。
図7(c)は、上から1行目のセルについて、左から右へと走査しながら上記の処理を行ったものである。
この処理を走査方向を変えつつ繰り返すと、図7(d)に示すようにマスクデータ26におけるマスク部26bと開口部26aの境界からの距離を示す距離データ30が作成される。
Next, as shown in FIG. 7C, the distance data 30 is scanned, and the value of each cell is set to the value stored in the cell near the surrounding 8 and the distance to the cell near the surrounding 8 (up, down, left and right are 1, the diagonal direction is updated with the smallest value among the values obtained by adding √2) for each cell in the vicinity of the surrounding eight.
FIG. 7C shows the result of performing the above processing while scanning from left to right for the cells in the first row from the top.
When this process is repeated while changing the scanning direction, distance data 30 indicating the distance from the boundary between the mask portion 26b and the opening portion 26a in the mask data 26 is created as shown in FIG. 7D.
距離データ30は、実距離に換算されて用いられる。例えば、マスクデータ26の解像度が508dpiの場合、1画素の大きさは50μmに対応するが、この際、距離データ30の各セルに格納されている値に50μmを掛けた値が境界からの距離として用いられる。 The distance data 30 is used after being converted into an actual distance. For example, when the resolution of the mask data 26 is 508 dpi, the size of one pixel corresponds to 50 μm. At this time, a value obtained by multiplying the value stored in each cell of the distance data 30 by 50 μm is the distance from the boundary. Used as
図6に戻り、次に、エッチングシミュレーション装置1の制御部11は、腐食深度データ28、距離データ30とサイドエッチングプロファイル27aを用いて、マスクデータ26を用いてエッチングを行った際のエッチングデータ46の算出を行う(ステップS222)。 Returning to FIG. 6, next, the control unit 11 of the etching simulation apparatus 1 uses the corrosion depth data 28, the distance data 30, and the side etching profile 27 a to perform etching data 46 when etching is performed using the mask data 26. Is calculated (step S222).
図8は、サイドエッチングプロファイル27aについて説明する図である。サイドエッチングプロファイル27aは、前述したサイドエッチングの影響を表すもので、ある時間エッチングを行なった際の、マスク部26bと開口部26aの境界よりマスク部26b側でのエッチング対象45の形状を特に表すものである。 FIG. 8 is a diagram illustrating the side etching profile 27a. The side etching profile 27a represents the influence of the side etching described above, and particularly represents the shape of the etching target 45 on the mask portion 26b side from the boundary between the mask portion 26b and the opening portion 26a when etching is performed for a certain period of time. Is.
本実施形態では、サイドエッチングプロファイル27aは、図8(a)に示す、エッチング対象45で、マスクデータ26の開口部26a(開口部26aとマスク部26bの境界)にあたる箇所での腐食深度hに対する、開口部26aとマスク部26bの境界からマスク部26b側に向かう水平距離anと腐食深度hnの関係を例えば図8(b)のように表すものとする。サイドエッチングプロファイル27aは、予め定める所定の腐食深度hごとに定められる。
なお、サイドエッチングプロファイル27aはこれに限ることはなく、エッチングを行なった際の、マスク部26b側でのエッチング対象45の形状を表すものであればよいが、上記のようなデータとすることにより、正確にサイドエッチングの影響を反映させることができる。
In this embodiment, the side etching profile 27a corresponds to the etching depth 45 shown in FIG. 8A with respect to the corrosion depth h at the location corresponding to the opening 26a (the boundary between the opening 26a and the mask 26b) of the mask data 26. shall be expressed as the openings 26a and the horizontal distance a n corrosion depth h n relationship, for example, FIG. 8 directed from the boundary of the mask portion 26b in the mask part 26b side (b). The side etching profile 27a is determined for each predetermined corrosion depth h.
Note that the side etching profile 27a is not limited to this, and may be any shape that represents the shape of the etching target 45 on the mask portion 26b side when etching is performed. It is possible to accurately reflect the influence of side etching.
図9は、サイドエッチングプロファイル27aを用いた、エッチングデータ46の算出について示す図である。本実施形態では、前記のステップS11で入力され、マスクデータ26の生成に用いた閾値に応じて、腐食深度データ28に基づき、マスクデータ26を用いた1回分のエッチングにおける腐食深度hを取得し、1つのマスクデータ26を用いた1回分(1段分)のエッチングを行った場合のエッチングデータ46の作成を行う。エッチングデータ46は、マスクデータ26と同じ大きさの配列のデータである。 FIG. 9 is a diagram illustrating calculation of the etching data 46 using the side etching profile 27a. In the present embodiment, the corrosion depth h in one etching using the mask data 26 is acquired based on the corrosion depth data 28 according to the threshold value input in the step S11 and used to generate the mask data 26. Etching data 46 is created when etching for one time (one step) using one mask data 26 is performed. The etching data 46 is data in an array having the same size as the mask data 26.
この際、開口部26aにあたる箇所のエッチングデータ46としては、1回分の腐食深度h(例えば「30」)を書き込む。一方、マスク部26bにあたる箇所の腐食深度としては、距離データ30と、上記腐食深度hに対応して予め定められているサイドエッチングプロファイル27aを用いて、開口部26aとマスク部26bの境界からの距離に応じた値を書き込む(例えば「15」)。 At this time, as the etching data 46 of the portion corresponding to the opening 26a, a corrosion depth h (for example, “30”) for one time is written. On the other hand, as the corrosion depth of the portion corresponding to the mask portion 26b, the distance data 30 and the side etching profile 27a determined in advance corresponding to the corrosion depth h are used to determine the corrosion depth from the boundary between the opening portion 26a and the mask portion 26b. A value corresponding to the distance is written (for example, “15”).
以上のようにして、図5のステップS22において、1回分のエッチングにおける、サイドエッチングの影響を考慮したエッチングデータ46が得られる。 As described above, in step S22 of FIG. 5, the etching data 46 in consideration of the influence of side etching in one etching is obtained.
次に、エッチングシミュレーション装置1の制御部11は、エッチング対象のハイトフィールドデータであるハイトフィールドデータ(エッチング対象)29を取得する(ステップS23)。 Next, the control unit 11 of the etching simulation apparatus 1 acquires height field data (etching target) 29, which is height field data to be etched (step S23).
続いて、エッチングシミュレーション装置1の制御部11は、エッチングデータ46、丸エッチングプロファイル27bを用いた、エッチングシミュレーションを行う(ステップS24)。
この際、ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29の階調値について、先ほどマスクデータ26とサイドエッチングプロファイル27aを用いて算出した腐食深度を減算する。即ち、開口部26aに対応する箇所では所定の腐食深度hを減算し、マスク部26bに対応する箇所では、サイドエッチングプロファイル27aに基づく、開口部26aとマスク部26bの境界からの水平距離に応じた腐食深度を減算する。
そして、この際、上記の腐食深度に、丸エッチングプロファイル27bを用いて丸エッチングの影響を反映させる。
Subsequently, the control unit 11 of the etching simulation apparatus 1 performs an etching simulation using the etching data 46 and the round etching profile 27b (step S24).
At this time, the corrosion depth previously calculated using the mask data 26 and the side etching profile 27a is subtracted from the gradation value of the height field data (etching target) 29. That is, a predetermined corrosion depth h is subtracted at a location corresponding to the opening 26a, and according to a horizontal distance from the boundary between the opening 26a and the mask 26b based on the side etching profile 27a at a location corresponding to the mask 26b. Subtract the depth of corrosion.
At this time, the round etching profile 27b is used to reflect the influence of the round etching on the corrosion depth.
図10は、丸エッチングプロファイル27bについて示す図である。丸エッチングプロファイル27bは、エッチング対象45の角部等によるエッチング速度の変化の影響を表すものである。
丸エッチングプロファイル27bは、エッチング対象上の一の箇所が所定の距離離れた両側の箇所となす角度、即ち図10(a)におけるエッチング対象45上の点P0が当該点P0から距離bにある両側の点P1、P2となす角度θと、当該角度θを2等分する線分の鉛直方向に対する傾斜角αの組み合わせ(θ、α)と、エッチング進行の度合いとの関係を数値化して表すものであり、その例が図10(b)である。
FIG. 10 is a diagram showing the round etching profile 27b. The round etching profile 27b represents the influence of the change in the etching rate due to the corner of the etching target 45 or the like.
Round etch profile 27b, the angle of one point on the etching object forms with the portion of the sides at a predetermined distance, i.e. point P 0 on the etched 45 in FIG. 10 (a) from the point P 0 to the distance b A numerical value represents the relationship between the angle θ formed between the points P 1 and P 2 on both sides, the combination of the inclination angle α with respect to the vertical direction of the line segment that bisects the angle θ (θ, α), and the degree of etching progress. FIG. 10B shows an example.
本実施形態では、丸エッチングプロファイル27bとしては、図10(b)に示すように、角度θが180°、角度αが0°の場合(点P0周りでエッチング対象の表面が水平)を基準として、(θ、α)の組み合わせについて腐食深度の変化率を表すデータとする。丸エッチングプロファイル27bでは、突出部(θ<180°)のエッチング速度が平坦な部分より大きくなる(変化率が+)ことや、逆に凹部(θ>180°)のエッチング速度が平坦な部分より小さくなる(変化率が−)ことが表される。さらに、傾斜角αが大きいほど、角度θによるエッチング速度の変化が強調される、あるいは大きくなることが表される。
なお、丸エッチングプロファイル27bはこれに限ることは無く、エッチング対象の形状に応じたエッチング進行の度合いの違いを表すことができればよいが、上記のようなデータとすることにより、正確に丸エッチングの影響を反映させることができる。
In the present embodiment, as the round etch profile 27b, as shown in FIG. 10 (b), the angle θ is 180 °, the angle α is 0 ° reference case (point P 0 around the surface to be etched horizontally) of As a data representing the change rate of the corrosion depth for the combination of (θ, α). In the round etching profile 27b, the etching rate of the protrusion (θ <180 °) is larger than that of the flat portion (change rate is +), and conversely, the etching rate of the concave portion (θ> 180 °) is higher than that of the flat portion. It shows that it becomes small (change rate is-). Furthermore, it is shown that the change in the etching rate due to the angle θ is emphasized or increased as the inclination angle α is larger.
Note that the round etching profile 27b is not limited to this, and it is sufficient that the difference in the degree of etching progress depending on the shape of the object to be etched can be represented. The impact can be reflected.
前述したように、エッチングシミュレーション装置1の制御部11は、ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29について、先程算出したエッチングデータ46の腐食深度を対応する画素(セル)ごとに減算する。そして、この際、減算する腐食深度の値について、丸エッチングプロファイル27bを用いた重み付けを行なうことにより、丸エッチングの影響を反映させる。
なお、本実施形態では、上記のエッチングデータ46の腐食深度の値を複数に等分し、1回分のエッチングの進行状況を複数のステップでシミュレーションしハイトフィールドデータを作成する。以下説明する例は、腐食深度の値を3等分し、1回分のエッチングの進行状況を3ステップでシミュレーションするものである。
As described above, the controller 11 of the etching simulation apparatus 1 subtracts the corrosion depth of the etching data 46 calculated previously for each corresponding pixel (cell) for the height field data (etching target) 29. At this time, the value of the corrosion depth to be subtracted is weighted using the round etching profile 27b to reflect the influence of the round etching.
In this embodiment, the value of the corrosion depth of the etching data 46 is equally divided into a plurality, and the progress of one etching is simulated in a plurality of steps to create height field data. In the example described below, the value of the corrosion depth is equally divided into three, and the progress of etching for one time is simulated in three steps.
丸エッチングの影響を考慮したエッチングシミュレーションの例を示す図が、図11である。図11(a)に示すハイトフィールドデータ(エッチング対象)29では、突出部291が存在する。 FIG. 11 is a diagram showing an example of an etching simulation considering the influence of round etching. In the height field data (etching target) 29 shown in FIG. 11A, a protruding portion 291 exists.
エッチングシミュレーションとしては、ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29の階調値から、先程求めたエッチングデータ46の腐食深度(図9参照)の3等分値を対応する画素ごとに減算するが、この際、ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29の各画素について前記の角度θと角度αを算出し、上記の深度に、図10(b)に示す丸エッチングプロファイル27bで角度θ、角度αに対応する変化率を掛けて重み付けを行い、重みづけ後の腐食深度を減算した値を書き込む。 In the etching simulation, the three-divided value of the corrosion depth (see FIG. 9) of the etching data 46 obtained previously is subtracted from the gradation value of the height field data (etching target) 29 for each corresponding pixel. The angle θ and the angle α are calculated for each pixel of the height field data (etching target) 29, and changes corresponding to the angle θ and the angle α in the circular etching profile 27b shown in FIG. The weight is multiplied by the rate, and the value obtained by subtracting the corrosion depth after weighting is written.
第1ステップにおけるエッチング後のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29の例を示したものが、図11(b)のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29である。
図11(a)に示すハイトフィールドデータ(エッチング対象)29の平坦な部分(x1)では、開口部26aにおけるエッチングデータ46の腐食深度の3等分値(例えば「10」)が減算される。平坦な箇所であるので、この際の丸エッチングプロファイル27bによる腐食深度の変化率は0%であり、図11(b)の部分x1の階調値は40→30となる。
一方、突出部(x2)の場合、同じく開口部26aにおけるエッチングデータ46の腐食深度の3等分値に丸エッチングプロファイル27bによる重みづけを行った腐食深度を減算するが、突出部では腐食深度の変化率が大きくなり、重みづけ後の腐食深度が増加(例えば「10」→「15」)し、図11(b)の部分x2の階調値が60→45と変化する。このように、突出部での腐食深度が平坦な部分よりも大きくなっており、前述の丸エッチングの影響が表現されている。
加えて、マスク部26bに対応する箇所でも階調値が減算され、サイドエッチングの影響が表現されている。
An example of the height field data (etching target) 29 after the etching in the first step is the height field data (etching target) 29 of FIG.
In the flat portion (x1) of the height field data (etching target) 29 shown in FIG. 11A, the three-divided value (for example, “10”) of the corrosion depth of the etching data 46 in the opening 26a is subtracted. Since this is a flat portion, the change rate of the corrosion depth by the round etching profile 27b at this time is 0%, and the gradation value of the portion x1 in FIG.
On the other hand, in the case of the protruding portion (x2), the corrosion depth weighted by the round etching profile 27b is subtracted from the three equally divided values of the etching depth of the etching data 46 in the opening 26a. The rate of change increases, the corrosion depth after weighting increases (for example, “10” → “15”), and the gradation value of the portion x2 in FIG. 11B changes from 60 to 45. Thus, the depth of corrosion at the protrusion is larger than that of the flat portion, and the influence of the aforementioned round etching is expressed.
In addition, the gradation value is also subtracted at a location corresponding to the mask portion 26b, thereby expressing the influence of side etching.
このようにして作成された第1ステップにおけるエッチング後のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29は、上記と同様にして行われる、次のステップのエッチングシミュレーションにおいて、エッチング前のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29として用いられる。 The height field data (etching target) 29 after the etching in the first step created in this way is the height field data (etching target) before etching in the etching simulation of the next step performed in the same manner as described above. 29 is used.
このようにして、各ステップにおけるハイトフィールドデータ(エッチング対象)29を図11(b)、(c)、(d)に示すように算出する。前述したように、1回分(1段分)のエッチングが3ステップでシミュレーションされるので、図11(d)が、1回分のエッチング後のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29を算出したものになる。各ハイトフィールドデータ(エッチング対象)29は、記憶部12等に記憶する。
なお、上記の例では1回分のエッチングの進行状況を3ステップでシミュレーションし、各ステップにおけるハイトフィールドデータ(エッチング対象)29を生成したが、シミュレーションするステップ数はこれに限らず、例えば5ステップでもよいし、1回分のエッチングの進行状況を1ステップでシミュレーションしてもよい。
Thus, the height field data (etching target) 29 in each step is calculated as shown in FIGS. 11B, 11C, and 11D. As described above, since one-time (one-stage) etching is simulated in three steps, FIG. 11 (d) is a calculation of height field data (etching target) 29 after one-time etching. . Each height field data (etching target) 29 is stored in the storage unit 12 or the like.
In the above example, the progress of etching for one time is simulated in 3 steps, and the height field data (etching target) 29 in each step is generated. However, the number of steps to be simulated is not limited to this. Alternatively, the progress of one etching may be simulated in one step.
このようにして、1つのマスクデータ26を用いた1回分のエッチング後のハイトフィールドデータ(エッチング対象)29が生成される(ステップS25)。このハイトフィールドデータ(エッチング対象)29は、マスクデータ26を変更して行う次回のシミュレーションにおけるハイトフィールドデータ(エッチング対象)29の初期形状となる。
上記の処理を全てのマスクデータ26について行なうまで(ステップS26のNo)繰り返し、全てのマスクデータ26について上記の処理を行えば(ステップS26のYes)、エッチングシミュレーションを終了する。
In this way, height field data (etching target) 29 after one etching using one mask data 26 is generated (step S25). The height field data (etching target) 29 becomes the initial shape of the height field data (etching target) 29 in the next simulation performed by changing the mask data 26.
The above process is repeated for all the mask data 26 (No in step S26). If the above process is performed for all the mask data 26 (Yes in step S26), the etching simulation is terminated.
なお、エッチングした形状は、エッチング液の種類・濃度・温度、エッチング対象であるエンボス版の素材である金属の種類によって大きく変化する。例えば、濃度の異なるエッチング液を用いた場合、同じ時間エッチングしても進み具合に差が生じるため、形状が異なってくる。そのため、以上のサイドエッチングプロファイル27aおよび丸エッチングプロファイル27bとしては、上記のエッチング液の種類・濃度・温度、エンボス版の金属の種類を含むエッチング環境ごとに、これに応じた異なるデータを定めて記憶部12に記憶しておき、想定されるエッチング環境に応じたものを選択し用いる。 The etched shape varies greatly depending on the type / concentration / temperature of the etchant and the type of metal that is the material of the embossed plate to be etched. For example, in the case where etching solutions having different concentrations are used, even if etching is performed for the same time, a difference occurs in the progress, so that the shapes are different. Therefore, as the above-mentioned side etching profile 27a and round etching profile 27b, different data corresponding to this is determined and stored for each etching environment including the type, concentration and temperature of the etching solution and the type of metal of the embossed plate. The data stored in the unit 12 is selected and used according to the assumed etching environment.
以下、図12〜図14を用いて、上記の手法を用いたシミュレーションの例を示す。図12は、入力するマスクデータの例であり、ここでは、マスク部が黒で、開口部が白で表されている。
図12(a)は左上部分を小さなマスク部としたマスクデータであり、図12(b)は中央部を大きなマスク部としたマスクデータである。どちらも、大きさ200×200ピクセル、解像度508dpiのデータである。
Hereinafter, an example of simulation using the above method will be described with reference to FIGS. FIG. 12 shows an example of the input mask data. Here, the mask portion is black and the opening portion is white.
FIG. 12A shows mask data in which the upper left portion is a small mask portion, and FIG. 12B shows mask data in which the central portion is a large mask portion. Both are data having a size of 200 × 200 pixels and a resolution of 508 dpi.
図13(a)は、図12(b)に示すマスクデータを用いて平坦なエッチング対象にエッチングを行うエッチングシミュレーションを行った結果を示す図である。エッチングシミュレーションとしては、腐食深度を500μmとし、1段エッチングを行った。図13(b)は上記のマスクデータの右上部分でのエッチングシミュレーション結果を拡大して示す図である。図13(a)、(b)では、腐食深度がグレースケールで示されており、黒色は深度0μm、白色は深度500μmを示す。なお、図13(c)は図13(b)に対応する部分のマスクデータを示す図である。
図13(a)、(b)より、サイドエッチングの影響が開口部とマスク部の境界付近にあらわれており、その形状が滑らかに変化していることがわかる。
FIG. 13A is a diagram showing a result of performing an etching simulation for performing etching on a flat etching target using the mask data shown in FIG. As an etching simulation, the depth of corrosion was 500 μm, and one-step etching was performed. FIG. 13B is an enlarged view showing an etching simulation result in the upper right portion of the mask data. In FIGS. 13A and 13B, the corrosion depth is shown in gray scale, black indicates a depth of 0 μm, and white indicates a depth of 500 μm. FIG. 13 (c) is a diagram showing mask data of a portion corresponding to FIG. 13 (b).
From FIGS. 13A and 13B, it can be seen that the influence of side etching appears in the vicinity of the boundary between the opening and the mask, and the shape changes smoothly.
また、図14は、図12(a)のマスクデータを1段目のエッチングに用い、図12(b)のマスクデータを2段目のエッチングに用いて、平坦なエッチング対象にエッチングを行うエッチングシミュレーションを行った結果を示す図である。エッチングシミュレーションとしては、図12(a)のマスクデータを用いた1段目の腐食深度を200μmとし、図12(b)のマスクデータを用いた2段目の腐食深度を100μmとし、2段エッチングを行った。
図14では腐食深度がグレースケールで示されており、黒色は深度0μm、白色は深度300μmを示す。図14では、マスクデータにおける開口部とマスク部の境界部でのサイドエッチングと、2段目のエッチングの際の丸エッチングの影響が表れており、その形状が滑らかに変化していることがわかる。
Further, in FIG. 14, etching is performed on a flat etching target using the mask data of FIG. 12A for the first stage etching and the mask data of FIG. 12B for the second stage etching. It is a figure which shows the result of having performed simulation. In the etching simulation, the first-stage corrosion depth using the mask data of FIG. 12A is 200 μm, the second-stage corrosion depth using the mask data of FIG. Went.
In FIG. 14, the depth of corrosion is shown in gray scale, black indicates a depth of 0 μm, and white indicates a depth of 300 μm. In FIG. 14, the influence of side etching at the boundary between the opening and the mask portion in the mask data and the round etching at the time of the second-stage etching are shown, and it can be seen that the shape changes smoothly. .
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、エッチングプロファイルを用いて、エッチング時にマスク側でもエッチングが進行するサイドエッチングの影響や、エッチング対象の角部でエッチング速度が変化する丸エッチングの影響を考慮した、正確なエッチングシミュレーションを行うことができる。これにより、マスクデータの作成時に実際にエッチングを行うことなく意匠の確認ができ、マスクデータの作成のコストが低減される。
また、エッチングプロファイルについて数々の条件に応じて異なるデータを用いることで、エッチング液の種類・濃度・温度、エンボス版の金属の種類など、エッチング環境の影響をさらに考慮したエッチングシミュレーションを行うことができ、これにより、マスクデータの作成時に、さらに詳細に意匠の確認ができる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, by using an etching profile, the influence of side etching in which etching proceeds on the mask side at the time of etching or the round etching in which the etching rate changes at the corner of the etching target. It is possible to perform an accurate etching simulation considering the influence. Thereby, the design can be confirmed without actually performing etching at the time of creating mask data, and the cost of creating mask data is reduced.
In addition, by using different data for the etching profile according to various conditions, it is possible to perform an etching simulation that further considers the influence of the etching environment, such as the type / concentration / temperature of the etchant, the type of metal of the embossed plate, etc. Thus, the design can be confirmed in more detail when the mask data is created.
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係るエッチングシミュレーション装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the etching simulation apparatus and the like according to the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. Understood.
1………エッチングシミュレーション装置
21………マスクデータ生成手段
23………エッチングシミュレーション手段
25………ハイトフィールドデータ(テクスチュア)
26………マスクデータ
27………エッチングプロファイル
27a………サイドエッチングプロファイル
27b………丸エッチングプロファイル
28………腐食深度データ
29………ハイトフィールドデータ(エッチング対象)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Etching simulation apparatus 21 ... Mask data generation means 23 ... Etching simulation means 25 ... Height field data (texture)
26 ......... Mask data 27 ......... Etching profile 27a ......... Side etching profile 27b ... ... Round etching profile 28 ... ... Corrosion depth data 29 ... ... Height field data (etching target)
Claims (8)
テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるテクスチュアのハイトフィールドデータを閾値により2値化し生成された、開口部とマスク部を有するマスクデータと、開口部とマスク部の境界からマスク部側に向かう距離と腐食深度との関係を表すサイドエッチングプロファイルとに基づき、エッチング対象の高さ情報を階調値で表すハイトフィールドデータについて、マスクデータの開口部に対応する箇所では所定の腐食深度を前記階調値から減算し、マスク部に対応する箇所では前記サイドエッチングプロファイルに基づく前記境界からの距離に応じた腐食深度を前記階調値から減算することにより、サイドエッチングの影響を反映したエッチング後のエッチング対象のハイトフィールドデータを生成するエッチングシミュレーションを行うことを特徴とするエッチングシミュレーション装置。 An etching simulation apparatus that performs a simulation of manufacturing an embossed plate by an etching technique using mask data,
Mask data having an opening portion and a mask portion generated by binarizing the texture height field data, which is data representing the height information of the texture with gradation values, using a threshold value, and the mask portion from the boundary between the opening portion and the mask portion. Based on the side etching profile that represents the relationship between the distance to the side and the depth of corrosion, height field data that represents the height information of the etching target as gradation values, the predetermined depth of corrosion at the location corresponding to the opening of the mask data Is subtracted from the gradation value, and the influence of side etching is reflected by subtracting the corrosion depth corresponding to the distance from the boundary based on the side etching profile from the gradation value at the position corresponding to the mask portion. Etching simulation to generate height field data of the etching target after etching Etching simulation apparatus and performs down.
エッチングシミュレーション装置が、
テクスチュアの高さ情報を階調値で表すデータであるテクスチュアのハイトフィールドデータを閾値により2値化し生成された、開口部とマスク部を有するマスクデータと、開口部とマスク部の境界からマスク部側に向かう距離と腐食深度との関係を表すサイドエッチングプロファイルとに基づき、エッチング対象の高さ情報を階調値で表すハイトフィールドデータについて、マスクデータの開口部に対応する箇所では所定の腐食深度を前記階調値から減算し、マスク部に対応する箇所では前記サイドエッチングプロファイルに基づく前記境界からの距離に応じた腐食深度を前記階調値から減算することにより、サイドエッチングの影響を反映したエッチング後のエッチング対象のハイトフィールドデータを生成するエッチングシミュレーションを行うことを特徴とするエッチングシミュレーション方法。 An etching simulation method by an etching simulation apparatus that performs a simulation of manufacturing an embossed plate by an etching technique using mask data,
Etching simulation equipment
Mask data having an opening portion and a mask portion generated by binarizing the texture height field data, which is data representing the height information of the texture with gradation values, using a threshold value, and the mask portion from the boundary between the opening portion and the mask portion. Based on the side etching profile that represents the relationship between the distance to the side and the depth of corrosion, height field data that represents the height information of the etching target as gradation values, the predetermined depth of corrosion at the location corresponding to the opening of the mask data Is subtracted from the gradation value, and the influence of side etching is reflected by subtracting the corrosion depth corresponding to the distance from the boundary based on the side etching profile from the gradation value at the position corresponding to the mask portion. Etching simulation to generate height field data of the etching target after etching Etching simulation method and performing down.
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