日立ハイテク3D計測ソリューション
物質の“カタチ”には理由があります。日立ハイテク3D計測ソリューションとは、視野範囲が異なる3D計測装置のラインナップだけではなく、各種装置の有する3D計測機能 “Plus α” の機能で日立ハイテクならではの多角的な解析手法を提供します。
1. 局所～広域 異なる視野範囲と分解能
日立ハイテクが提供する装置の視野範囲は、局所～広域に展開しています。
下図A)はその計測範囲のイメージと分解能を示したものです。
異なる視野範囲と測定手法それぞれを利用することで、テーマに応じた最適な視野範囲を選択することが可能になるとともに「局所領域の観察ポイントへの位置決め」や「異なる測定手法でのデータクロスチェック」が可能となります。
表面形状測定では対象物や測定テーマに応じた、観察範囲と分解能が求められます。
例えば、一例をあげるとトライボロジー（摩擦・摩耗）の研究分野では、どこに生じるかわからない初期摩耗ポイントの形態変化を捉えるため、広い範囲を高い垂直分解能で測定することが必須とされるケースや、逆に物質表面の素材特性に起因する摩擦力分布など光学分解能以下の局所的な機械物性の観察が必須となるケースが考えられます。
下図B）は、摩耗試験時の潤滑油に「新品潤滑油」と「劣化潤滑油」それぞれを用いて試料摩耗度に与える影響を調べたものです。
広範囲に生じる変化を捉える必要がある摩耗測定では、AFM（原子間力顕微鏡）や他の観察手法では観察範囲が不足するので、広い観察範囲を高い垂直分解能で測定する能力を有するCSI（ナノ3D光干渉計測システム）が最適であるとされます。
逆に光学測定器では光学分解能以下の微細構造を測定することは困難です。
下図C）は、フッ素樹脂塗膜におけるFFM（摩擦力顕微鏡）評価の事例です。この場合、光学分解能以下の微細領域における物理的な摩擦力分布を観察する手法はカンチレバーを用いた測定手法をとる面内分解能（X-Y分解能）が最も優れたAFM（原子間力顕微鏡）での3D計測とそれに付加するFFM（摩擦力顕微鏡）が最適とされ、塗膜の表面が摩擦特性の異なる複数の成分から成ることが確認できます。
2. 3D形状測定＋αの機能とは
日立ハイテクが提供する3D計測装置は、3D計測だけでなく様々な＋αの機能を有しています。ここでは、それぞれの付加機能を簡単にご紹介します。
走査型プローブ顕微鏡（AFM）
AFMは、他の装置よりも狭い局所的な観察範囲を高分解能で観察できる装置です。また、試料表面における様々な物性分布状態を観察することが可能です。
下図D）は、光学測定では不可能なセルロースナノファイバーの形状測定事例です。
このような光学分解能以下の形状測定の場合、カンチレバーを用いた測定手法をとる面内分解能（X-Y分解能）が最も優れたAFM（原子間力顕微鏡）での3D計測が適しています。
そして、下図E）に記すようにその応用範囲は広がっています。ミクロ・ナノ物性は、世の中で昔から用いられてきたマクロ物性における様々な物性測定をカバーしていることがわかります。
また、その一例として下図F）は、局所領域を測定するAFM（原子間力顕微鏡）の特長である『物性計測』の機能の一部 電気抵抗像（SSRM）を記したものです。3D形状測定と同時に『電磁気物性』『機械物性』の測定が可能です。
試料ご提供： 静岡県工業技術研究所 富士工業技術支援センター様
ナノ3D光干渉計測システム（CSI）
下図G）は、広域測定得意とするCSI（ナノ3D光干渉計測システム）の特長である『層断面解析』機能を記したものです。
光干渉を利用する測定手法なので、非破壊での透明多層膜の膜厚測定や異物深さ測定に利用できます。
走査電子顕微鏡（SEM）
下図H）は、EDSによる成分分析を特長とするSEM（走査型電子顕微鏡）の紹介ですが、SEMで3D計測といわれるとイメージできない方も多いと思います。
ここでは、SEMでの3D計測に関する簡単な説明を記しています。
4分割されたディテクターで得られた情報を基に3Dモデルを構築
各種3D解析を実現しました。
3. それぞれの測定器の橋渡しを実現するリンケージ機能
日立ハイテクが提供する3D計測装置は、3D計測だけでなく様々な＋αの機能を有しています。ここでは、それぞれの付加機能を簡単にご紹介します。
SÆMic.（セイミック）
異なる視野範囲と測定手法それぞれを利用することで、テーマに応じた最適な視野範囲を選択することが可能になるとともに「局所領域の観察ポイントへの位置決め」や「異なる測定手法でのデータクロスチェック」が可能となります。
下図Ⅰ）は、局所領域を測定するAFM（原子間力顕微鏡）の位置決めを、CSI（ナノ3D光干渉計測システム）のデータ座標を用いて行った事例です。
異なる視野範囲の装置を用いることで全体像と局所的な形状を把握することが可能となります。
同様に、下図J）は、SEMーAFMでの相関観察を紹介したものです。SEMとAFM異なる特徴を有する機器の親和性を高めることで多角的な解析を実現する日立ハイテク独自の観察手法です。
4. 測定テーマ毎の適性を知る（用途に合わせて最適な測定手法を提供！）
測定器の世界には万能という言葉は存在しません。
測定器を利用する私たちは測定テーマに応じて「観察手法」・「観察範囲」・「垂直分解能」・「面内分解能」などをもとに、その測定器の特性を知り、測定テーマに適切に対応できる測定器を用いる必要があります。
下図K）は、ひとつの例としてCSI/SEM/AFMそれぞれが、どのような測定テーマの測定に適しているかを表したものです。
