(57)【要約】【課題】様々な形状の繊維の長さを容易に測定することができる方法を提供する。【解決手段】測定対象の繊維を、基板の表面に密着するように載置する試料準備工程（５１）と、前記繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得工程（５２，５３）と、前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出工程（５４）と、前記繊維検出工程（５４）で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出工程（５５）と、前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出工程（５６）とを有する繊維長測定方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象の繊維を、基板の表面に密着するように載置する試料準備工程と、
前記繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得工程と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出工程と、
前記繊維検出工程で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出工程と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出工程と
を有する繊維長測定方法。
【請求項２】
前記繊維長算出工程が前記周囲長の1/2の長さを前記繊維の長さとして算出するものである、請求項１に記載の繊維長測定方法。
【請求項３】
さらに、前記繊維検出工程で検出された繊維につき、該繊維の平面像内の位置毎の高さと基板の表面の高さの平均値との差を該繊維の径として算出する径算出工程を有する、請求項１又は２に記載の繊維長測定方法。
【請求項４】
測定対象の繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得部と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出部と、
前記繊維検出部で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出部と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出部と
を備える繊維長測定装置。
【請求項５】
さらに、前記繊維検出部で検出された繊維につき、該繊維の平面像内の位置毎の高さと基板の表面の高さの平均値との差を該繊維の径として算出する径算出部を備える、請求項４に記載の繊維長測定装置。
【請求項６】
コンピュータを
測定対象の繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得部と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出部と、
前記繊維検出部で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出部と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出部と
して機能させる繊維長測定プログラム。
【請求項７】
コンピュータをさらに、前記繊維検出部で検出された繊維につき、該繊維の平面像内の位置毎の高さと基板の表面の高さの平均値との差を該繊維の径として算出する径算出部として機能させる、請求項６に記載の繊維長測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維長測定方法、繊維長測定装置及び繊維長測定プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フィルタ、ガスバリアフィルム（空気を通過させ難いフィルム）、樹脂成形品、道路の舗装材、化粧品、医薬品等の様々な分野において、セルロースナノファイバ（Cellulose Nano Fiber、以下「ＣＮＦ」とする。「ナノセルロース(Nano Cellulose)」と呼ばれることもある。）が注目されている（例えば特許文献１）。ＣＮＦは、セルロース（cellulose）の繊維から成り、植物の繊維の長さが数百nm〜数十μm、径が数nm〜20nm程度となるように微細に解きほぐしたものである。
【０００３】
ＣＮＦは、その用途に応じて要求される長さや径が異なる。例えば、樹脂や舗装材等の強度を高めるための添加剤等として用いる場合には、長さや径が或る程度大きいことが求められる。一方、目の細かいフィルタやガスバリアフィルムの添加剤等として用いる場合には、長さや径が或る程度小さいことが求められる。そのため、製造、使用等の様々な場面でＣＮＦの長さを測定することが求められる。非特許文献１には、電子顕微鏡や原子間力顕微鏡で観察したＣＮＦの画像から、ＣＮＦの長さを求めることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１５０７１９号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Reina Tanaka 他3名、"Influence of Flexibility and Dimensions of Nanocelluloses on the Flow Properties of Their Aqueous Dispersions"、Biomacromolecules、（米国）、米国化学会、2015年5月26日、第16巻、第7号、2127-2131頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１に示された電子顕微鏡の画像では、ほとんどのＣＮＦがほぼ直線状に延びた状態となっている。このような場合には、拡大倍率に応じて画像中に示されるスケールに照らし合わせることでＣＮＦの長さを見積もることができる。しかし、実際には、ＣＮＦは必ずしも全てが直線状に延びた状態になるとは限らず、曲線状になる場合もある。特に、或る程度長いＣＮＦでは、曲線状になる可能性が高い。従来の方法では、そのような曲線状のＣＮＦの長さを求めることは困難である。
【０００７】
ここまではＣＮＦについて述べたが、ＣＮＦ以外の繊維の長さを求める場合も同様の問題が生じる。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、様々な形状の繊維の長さを容易に測定することができる方法、装置及びプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために成された本発明に係る繊維長測定方法は、
測定対象の繊維を、基板の表面に密着するように載置する試料準備工程と、
前記繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得工程と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出工程と、
前記繊維検出工程で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出工程と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出工程と
を有する。
【００１０】
本発明に係る繊維長測定装置は、
測定対象の繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得部と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出部と、
前記繊維検出部で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出部と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出部と
を備える。
【００１１】
本発明に係る繊維長測定プログラムは、コンピュータを
測定対象の繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得部と、
測定対象の繊維を含む顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出部と、
前記繊維検出部で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出部と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出部と
として機能させる。
【発明の効果】
【００１２】
顕微鏡画像より繊維を検出し、該繊維の平面像の周囲長を算出することは、例えば従来の粒子解析方法を適用することにより行うことができる。こうして算出された周囲長の値に基づき、例えばその1/2の値を繊維の長さとして算出することができる。こうして、本発明の方法により、様々な形状の繊維の長さを容易に測定することができる。
【００１３】
測定対象の繊維を基板の表面に密着するように載置する方法としては、一つには、繊維を液体に分散させて基板の表面に付着させたうえで液体を蒸発させる方法がある。その他にも、後述のような方法がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る繊維長測定装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】本発明に係る繊維長測定方法の一実施形態を示すフローチャート。
【図３Ａ】本発明に係る繊維長測定方法において、繊維が存在する位置を特定する操作が完了した状態における、該位置を顕微鏡画像に重畳表示した図。
【図３Ｂ】本発明に係る繊維長測定方法において、繊維が存在する位置を特定する操作の途中の状態における、該位置を顕微鏡画像に重畳表示した図。
【図４Ａ】本発明に係る繊維長測定方法において、個々の繊維を特定した状態を顕微鏡画像に重畳して示す図の一例。
【図４Ｂ】本発明に係る繊維長測定方法において、個々の繊維を特定した状態を顕微鏡画像に重畳して示す図の他の例。
【図５】繊維の平面像から該繊維の周期長を算出する方法の例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明に係る繊維長測定方法の実施形態を説明する。
【００１６】
(1) 本発明に係る繊維長測定装置の一実施形態の構成
図１は、本発明に係る繊維長測定装置の一実施形態の概略構成を示す図である。この繊維長測定装置１は、原子間力顕微鏡１０と制御・処理部２０を有する。
【００１７】
原子間力顕微鏡は走査型プローブ顕微鏡の一種であり、探針（プローブ）で試料の表面を走査し、試料と探針の間に作用する原子間力を検出することにより、試料の顕微鏡画像を取得するものである。原子間力が試料と探針との距離に依存することから、原子間力顕微鏡では、顕微鏡画像の平面（Ｘ方向及びＹ方向の２次元）の各点における高さ方向（Ｚ方向）の情報を得ることができる。
【００１８】
本実施形態で用いる原子間力顕微鏡１０は、測定対象の繊維である試料８０が載置された基板８１を保持する試料ホルダ１１と、スキャナ１２と、カンチレバー１５と、光学的変位検出部１７とを有する。
【００１９】
スキャナ１２は、試料ホルダ１１を互いに直交するＸ、Ｙの２軸方向に移動させるＸＹスキャナ１２１と、試料ホルダ１１をＸ軸及びＹ軸に対して直交するＺ軸方向に移動させるＺスキャナ１２２とを有する。ＸＹスキャナ１２１及びＺスキャナ１２２はそれぞれ、制御・処理部２０からの制御信号に基づき動作する圧電素子（図示なし）により駆動される。
【００２０】
カンチレバー１５は可撓性を有する棒材であり、一方の先端が固定され、他方の先端が固定されることなく試料ホルダ１１の上方（Ｚ軸方向に離れた位置）に配置されている。カンチレバー１５は、当該他方の先端の試料ホルダ１１側に探針１６を有し、探針１６の反対側には光を反射する反射面１５１を有する。
【００２１】
光学的変位検出部１７は、反射面１５１にレーザ光を照射するレーザ光源１７１と、反射面１５１で反射されたレーザ光を検出する光検出器１７２を有する。レーザ光源１７１と反射面１５１の間、及び反射面１５１と光検出器１７２の間には、適宜、レーザ光の光路を構成するミラーを設ける。光検出器１７２は４分割された受光面を有する４分割光検出器である。カンチレバー１５が撓むと、反射面１５１の角度が変化し、４つの分割受光面に入射する光量の割合が変化することから、これら４つの分割受光面でそれぞれ検出される光量に基づいて、カンチレバー１５の撓み量（すなわち、先端部の変位量）を求めることができる。
【００２２】
制御・処理部２０は、原子間力顕微鏡１０の動作を制御する顕微鏡制御部２１と、画像作成部２２と、繊維検出部２３と、周囲長算出部２４と、繊維長算出部２５と、径算出部２６とを有する。これら制御・処理部２０の各部は、コンピュータのハードウエア（ＣＰＵ、メモリ等）及びソフトウエア（プログラム）により具現化される。画像作成部２２、繊維検出部２３、周囲長算出部２４、繊維長算出部２５及び径算出部２６の機能は、以下に示す、本発明に係る繊維長測定方法の実施形態の説明のところで合わせて述べる。
【００２３】
その他、繊維長測定装置１は、メモリやハードディスク等から成り測定されたデータを記憶する記憶部３１、測定を開始する指示等の必要な情報をユーザが入力するための入力部３２、及び顕微鏡画像や測定された繊維の長さ（及び径）等を表示するディスプレイである表示部３３を有する。
【００２４】
(2) 本実施形態の繊維長測定装置の動作、及び本発明に係る繊維長測定方法の一実施形態
図２〜図５を用いて、本実施形態の繊維長測定装置１の動作、及び本発明に係る繊維長測定方法の一実施形態を説明する。
【００２５】
まず、以下のように試料８０を準備する（ステップ５１。以下、各ステップにつき、図２のフローチャート参照。）。ここでは、ＣＮＦを測定対象の試料８０とする。試料８０は、分散媒（例えば純水等の液体）に分散させる。次に、基板８１としてマイカ（雲母）を劈開させたものを用意し、試料８０を分散させた分散媒を劈開面に滴下する。ここで、マイカの劈開面、すなわち基板８１の表面は平坦であるため、原子間力顕微鏡１０により得られる顕微鏡画像においてＣＮＦと基板８１の表面（ＣＮＦが存在しない位置）を容易に識別することができる。この状態でしばらく放置し、分散媒を蒸発させることにより、試料８０であるＣＮＦを基板８１の表面に密着させる。このような方法で試料８０を準備することにより、ＣＮＦが高さ方向（基板８１の表面に垂直な方向、Ｚ方向）に曲がることはほとんどない。こうして試料８０を載置した基板８１を試料ホルダ１１に保持させる。
【００２６】
次に、ユーザが入力部３２を用いて所定の操作を行うことにより、原子間力顕微鏡１０による試料８０の測定（ステップ５２）が開始される。まず、顕微鏡制御部２１はＸＹスキャナ１２１に制御信号を送信し、試料８０を載置した基板８１の表面の測定位置の上方に探針１６が配置されるように試料ホルダ１１を移動させる。次に、顕微鏡制御部２１はＺスキャナ１２２に制御信号を送信し、試料ホルダ１１を上方に移動させ、探針１６を基板８１の表面に近づけてゆく。そして、基板８１の表面又はそこに載置された試料８０と探針１６が、それら両者の間に原子間力が作用するほど近接すると、カンチレバー１５が撓み、反射面１５１の角度が変化する。この角度を、レーザ光源１７１から照射され反射面１５１で反射されて光検出器１７２の４つの分割受光面でそれぞれ検出されたレーザ光の光量により検出する。そして、顕微鏡制御部２１は、光検出器１７２の検出信号を受信し、検出信号が一定、つまり探針１６に作用する原子間力が一定になるようにＺスキャナ１２２に制御信号を送信しつつ、探針１６で基板８１上をＸＹ方向に２次元状に走査するようにＸＹスキャナ１２１に制御信号を送信する。その際、顕微鏡制御部２１は、それらの制御信号に対応する、ＸＹ方向の各位置におけるＺ方向の試料ホルダ１１の位置を示す値を記憶部３１に記憶させる。
【００２７】
こうして得られたＸＹ方向の各位置におけるＺ方向の試料ホルダ１１の位置の値（「Ｚ値」とする）は、基板８１上の各位置における表面の高さに対応し、そのうち繊維が存在する位置では該繊維を含む高さに対応している。画像作成部２２は、得られた各位置におけるＺ値に基づいて、顕微鏡画像を作成する（ステップ５３）。顕微鏡画像は、例えば、Ｚ値に応じた色の相違や濃淡で表す。作成された顕微鏡画像は、表示部３３に表示する。なお、このように顕微鏡画像を作成して表示することは本発明では必須ではなく、顕微鏡画像を作成するために必要となるＸＹ方向の各位置における情報が得られさえすえば、上述の「顕微鏡画像を取得する」ことに該当する。
【００２８】
画像作成部２２は上述の画像取得部に相当すると共に、画像作成部２２の動作は前述の画像取得工程に相当する。
【００２９】
次に、繊維検出部２３は、作成された顕微鏡画像に基づいて、以下のように繊維を検出する（ステップ５４：繊維検出工程）。繊維の検出には、従来の粒子解析で行われている粒子の検出の手法を用いることができる。例えば、Ｚ値の上限値及び／又は下限値を設定したうえで、Ｚ値が上限値以下及び／又は下限値以上の範囲内にあるＸＹ方向の位置に繊維が存在する、と特定する。顕微鏡画像のうち、繊維が存在する位置では、繊維が存在しない位置（基板８１の表面）とは高さが相違することから、Ｚ値の値も異なることとなる。そのため、Ｚ値の範囲を適切に設定することにより、繊維が存在する位置を特定することができる。
【００３０】
図３Ａに、繊維が存在する位置を特定する位置を特定して顕微鏡画像に重畳したものを表示部３３に表示をした例を示す。図３Ａのうち、白色で示した曲線状の部分は、設定された上限値と下限値の間にＺ値が含まれている箇所を示している。この白色の曲線状の部分が、繊維が存在すると特定された箇所である。なお、図３Ｂに示した例では、曲線状の部分の一部が白色ではなく周囲よりも濃い灰色で示されているが、これはＺ値の上限値及び下限値が適切ではないことによって、繊維が存在する位置が適切に特定されていないことを示している。このような場合は、ユーザが表示部３３に表示された画像から適切な特定がなされていないと判断し、入力部３２を操作してＺ値の上限値及び／又は下限値を変更することにより、図３Ａに示したように適切な特定を行うことができる。なお、図３Ａ及び図３Ｂでは灰色の濃淡（白色を含む）で画像を示したが、ユーザが繊維の位置をより認識しやすくするために、画像をカラーで表示するとよい。
【００３１】
このように繊維の位置を特定しただけでは、複数本の繊維が互いに接触している場合に、個々の繊維を特定することができず、それらを1本の繊維と誤認するおそれがある。そのため、従来の粒子解析で行われているものと同じ手法により、互いに接触している複数本の繊維から個々の繊維を抽出する。この抽出を行い、結果を表示部３３に表示した例を図４Ａに示す。図４Ａでは、抽出された個々の繊維を、1から34までの番号を付して区別している。なお、ユーザが表示部３３に表示した画像を見て個々の繊維の特定が適切ではないと判断した場合には、入力部３２を操作して、例えば抽出に用いられるパラメータ（例えば、画像上での繊維の面積の最小値）の設定を変更したり、接触している2本と判定された繊維に付された2つの番号を指定して1本の繊維であると設定し直すことにより、適切に特定する。例えば図４Ｂに示した例では、当初、互いに接触して独立している複数の繊維として抽出された曲線を全て1本の繊維と設定し直している。
【００３２】
以上のように繊維を検出した後、周囲長算出部２４は、個々の繊維について、顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する（ステップ５５：周囲長算出工程）。周囲長は、従来の粒子解析で行われている粒子の周囲長を算出する手法により求めることができる。例えば図５に示すように、繊維及びその周囲平面像を多数のメッシュ４１に分割し、それらのメッシュのうち、繊維の外縁が通過するメッシュ４２（図５中に斜線のハッチを付したもの）を検出し、メッシュ４２の1個当たりの大きさ及び個数及び検出された個数から周囲長を算出することができる。
【００３３】
次に、繊維長算出部２５は、周囲長算出部２４で算出された周囲長に基づき、個々の繊維の長さを算出する（ステップ５６：繊維長算出工程）。本実施形態では、周囲長の1/2の長さを繊維の長さとして算出する。一般に、繊維の径（顕微鏡画像では幅）Rに対する長さLの比L/R（アスペクト比）が十分に大きいため、このように周囲長の1/2の長さを繊維の長さとして近似することができる。例えばL/Rが20以上であれば、実際の繊維の長さと周囲長との誤差は概ね5％以下となり、L/Rが100以上であれば誤差は概ね2％以下となる。ＣＮＦでは、多くの場合にL/Rが100以上であって20を下回ることがほとんどないため、繊維の長さを周囲長の1/2として算出したとしても、誤差はたかだか5％以下に収まる。
【００３４】
本実施形態ではさらに、径算出部２６は、繊維検出部２３で検出された繊維につき、該繊維の平面像内の位置毎の高さ（Ｚ値）と、繊維が検出されなかった位置の高さ、すなわち基板の表面の高さの平均値との差を、該繊維の径として算出する（ステップ５７：径算出工程）。ここで、繊維の径は、該繊維内の位置毎に求めてもよいし、繊維内の位置全体での平均値として求めてもよい。
【００３５】
顕微鏡画像内の位置毎の高さは、本実施形態で用いる原子間力顕微鏡１０を含む走査型プローブ顕微鏡や、走査型共焦点レーザ顕微鏡を用いることにより取得することができる。これら走査型プローブ顕微鏡や走査型共焦点レーザ顕微鏡では、プローブである探針やレーザビームの径よりも繊維の径が小さい場合には、顕微鏡画像における繊維の平面像の幅からは繊維の径を正確に求めることができない。それに対して、高さの情報はプローブの径の影響を受けることなく取得することができる。そのため、本実施形態の径算出部２６を用いる方が、繊維の平面像の幅を用いる場合よりも正確に繊維の径を求めることができる。
【００３６】
以上により、本実施形態の繊維長測定装置の動作、及び本発明に係る繊維長測定方法の各工程は終了する。
【００３７】
(3) 変形例
本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。
【００３８】
例えば、上記実施形態では、周囲長の1/2の長さを繊維の長さとして算出したが、繊維の径を求めたうえで、周囲長の1/2から径を減じた値を繊維の長さとして算出してもよい。この場合、繊維長算出工程の前に径算出工程を実行する。
【００３９】
繊維長のみを測定し、繊維の径を測定する必要が無い場合には、径算出部２６及び径算出工程（ステップ５７）は省略してもよい。
【００４０】
上記実施形態では原子間力顕微鏡１０を用いたが、原子間力顕微鏡以外の走査型プローブ顕微鏡、前述した走査型共焦点レーザ顕微鏡等を用いてもよい。また、径算出部２６及び径算出工程を省略する場合には、電子顕微鏡や光学顕微鏡等、高さ方向の情報を取得しない顕微鏡を用いてもよい。
【００４１】
［態様］
上述した複数の例示的な実施態様は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
【００４２】
本発明の第１態様に係る繊維長測定方法は、
測定対象の繊維を、基板の表面に密着するように載置する試料準備工程と、
前記繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得工程と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出工程と、
前記繊維検出工程で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出工程と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出工程と
を有する。
【００４３】
第１態様に係る繊維長測定方法において、繊維を検出すること、及び検出した繊維の平面像の周囲長を算出することは、例えば従来の粒子解析方法を適用することにより行うことができる。第１態様に係る繊維長測定方法では、算出された周囲長の値に基づき、例えばその1/2の値を繊維の長さとして算出する。或いは、周囲長の1/2からさらに径を減じた値を繊維の長さとして算出してもよい。こうして、第１態様に係る繊維長測定方法により、様々な形状の繊維の長さを容易に測定することができる。
【００４４】
但し、測定対象の繊維が高さ方向に曲がってしまうと、繊維の平面像の周囲長から繊維の長さを求めることができない。そのため、第１態様に係る繊維長測定方法では、測定対象の繊維を基板の表面に密着するように載置することにより、繊維が高さ方向に曲がらないようにする。そのために、例えば、繊維を液体に分散させて基板の表面に付着させたうえで液体を蒸発させる方法や、基板に載置した繊維の上を透明なシート又は板で覆って押しつける方法等を用いることができる。
【００４５】
本発明の第２態様に係る繊維長測定方法は、第１態様に係る繊維長測定方法において、前記繊維長算出工程が前記周囲長の1/2の長さを前記繊維の長さとして算出するものである。
【００４６】
第２態様に係る繊維長測定方法によれば、繊維の幅を求める必要がなく、周囲長算出工程で得られた周囲長から繊維の長さを容易に算出することができる。
【００４７】
本発明の第３態様に係る繊維長測定方法は、第１又は第２態様に係る繊維長測定方法においてさらに、前記繊維検出工程で検出された繊維につき、該繊維の平面像内の位置毎の高さと基板の表面の高さの平均値との差を該繊維の径として算出する径算出工程を有する。
【００４８】
第３態様に係る繊維長測定方法によれば、個々の繊維の長さに加えて、径も容易に求めることができる。
【００４９】
顕微鏡画像内の位置毎の高さは、例えば走査型プローブ顕微鏡や走査型共焦点レーザ顕微鏡を用いることにより取得することができる。これら走査型プローブ顕微鏡や走査型共焦点レーザ顕微鏡では、プローブである探針やレーザビームの径よりも繊維の径が小さい場合には、顕微鏡画像における繊維の平面像の幅からは繊維の径を正確に求めることができない。それに対して、高さの情報はプローブの径の影響を受けることなく取得することができるため、第３態様に係る繊維長測定方法の方が繊維の平面像の幅を用いる場合よりも正確に繊維の径を求めることができる。
【００５０】
本発明の第４態様に係る繊維長測定装置は、
測定対象の繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得部と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出部と、
前記繊維検出部で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出部と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出部と
を備える。
【００５１】
第４態様に係る繊維長測定装置により、第１態様に係る繊維長測定方法と同様に、様々な形状の繊維の長さを容易に測定することができる。
【００５２】
本発明の第５態様に係る繊維長測定装置は、第４態様に係る繊維長測定装置においてさらに、前記繊維検出部で検出された繊維につき、該繊維の平面像内の位置毎の高さと基板の表面の高さの平均値との差を該繊維の径として算出する径算出部を備える。
【００５３】
第５態様に係る繊維長測定装置により、第３態様に係る繊維長測定方法と同様に、個々の繊維の長さに加えて、径も容易に求めることができる。
【００５４】
本発明の第６態様に係る繊維長測定プログラムは、コンピュータを
測定対象の繊維を含む顕微鏡画像を取得する画像取得部と、
前記顕微鏡画像に基づいて繊維を検出する繊維検出部と、
前記繊維検出部で検出された繊維につき、前記顕微鏡画像における該繊維の平面像の周囲長を算出する周囲長算出部と、
前記周囲長に基づき該繊維の長さを算出する繊維長算出部と
として機能させる。
【００５５】
第６態様に係る繊維長測定プログラムにより、第１態様に係る繊維長測定方法と同様に、様々な形状の繊維の長さを容易に測定することができる。
【００５６】
本発明の第７態様に係るプログラムは、第６態様に係る繊維長測定プログラムにおいてコンピュータをさらに、前記繊維検出部で検出された繊維につき、該繊維の平面像内の位置毎の高さと基板の表面の高さの平均値との差を該繊維の径として算出する径算出部として機能させる。
【００５７】
第７態様に係る繊維長測定プログラムにより、第３態様に係る繊維長測定方法と同様に、個々の繊維の長さに加えて、径も容易に求めることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…繊維長測定装置
１０…原子間力顕微鏡
１１…試料ホルダ
１２…スキャナ
１２１…ＸＹスキャナ
１２２…Ｚスキャナ
１５…カンチレバー
１５１…反射面
１６…探針
１７…光学的変位検出部
１７１…レーザ光源
１７２…光検出器
２０…制御・処理部
２１…顕微鏡制御部
２２…画像作成部
２３…繊維検出部
２４…周囲長算出部
２５…繊維長算出部
２６…径算出部
３１…記憶部
３２…入力部
３３…表示部
４１…メッシュ
４２…繊維の外縁が通過するメッシュ
８０…試料
８１…基板
【図１】
2020139239.tif 000003
【図２】
2020139239.tif 000004
【図３Ａ】
2020139239.tif 000005
【図３Ｂ】
2020139239.tif 000006
【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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