JP5673231B2 - 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 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２００１−５８４５９号公報 特開２００１−１７９８２５号公報 特開２００１−１１３８９１号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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を用い、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、マスクデータのマスク部に対応する箇所では、マスクデータの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に基づき、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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を用い、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、マスクデータのマスク部に対応する箇所では、マスクデータの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に基づき、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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 エッチングシミュレーション装置１の機能構成の一例を示す図 マスクデータ２６の生成について示すフローチャート マスクデータ２６の生成について示す図 エッチングシミュレーションについて示すフローチャート エッチングシミュレーションについて示すフローチャート 距離データ３０の作成について示す図 サイドエッチングプロファイル２７ａについて示す図 エッチングデータ４６の算出について示す図 丸エッチングプロファイル２７ｂについて示す図 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について示す図 マスクデータの例を示す図 エッチングシミュレーション結果を示す図 エッチングシミュレーション結果を示す図 エッチングについて示す図 エンボス版の形状の変化について示す図 サイドエッチングと丸エッチングについて示す図

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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ａ_ｎと腐食深度ｈ_ｎ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。

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。

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」）。

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。

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）。

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。

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Ｐ_０が当該点Ｐ_０から距離ｂにある両側の点Ｐ_１、Ｐ_２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。

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Ｐ_０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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）

Claims (8)

1. 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を用い、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、マスクデータのマスク部に対応する箇所では、マスクデータの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に基づき、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。
2. 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ことを特徴とする請求項１に記載のエッチングシミュレーション装置。
3. 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ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエッチングシミュレーション装置。
4. 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を用い、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、マスクデータのマスク部に対応する箇所では、マスクデータの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に基づき、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。
5. 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ことを特徴とする請求項４に記載のエッチングシミュレーション方法。
6. 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ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載のエッチングシミュレーション方法。
7. コンピュータを、請求項１から請求項３のいずれかに記載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。
8. コンピュータを、請求項１から請求項３のいずれかに記載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。