接触角测量方法、接触角测量装置、生物体补缀部件检查装置、程序以及存储介质的制作方法

接触角测量方法、接触角测量装置、生物体补缀部件检查装置、程序以及存储介质的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及接触角测量方法、接触角测量装置、生物体补缀部件检查装置、程序W 及存储介质。
【背景技术】
[0002] 已知用于测量被提供到试料表面的液滴的接触角的接触角测量法(例如，参照专 利文献1)。专利文献1所述的接触角测量方法是根据试料表面(3)、气体环境、被配置在试料 表面(3)上并具有曲面(7)、对称轴(ASy-ASy) W及规定的体积(VI)的液滴(5)来求出接触角 (φ)的方法。该接触角测量方法具有步骤(a)~(d)。步骤(a)基于液滴巧）的表面(7)的反射 特性、被摄体相对于均已知的光学测量系统的光轴(A-A)的位置W及被摄体相对于试料表 面(3)的位置、和被配置在光轴(A-A)上或者附近的液滴(5)的对称轴(ASy-ASy)，来对被摄 体进行成像。步骤(b)对被摄体的像与液滴巧）的对称轴(ASy-ASy)之间的距离进行测量。步 骤（C)根据测量距离来求出液滴（5)的曲面半径。步骤（d)根据曲面半径来求出接触角 C9)。
[0003] 在先技术文献
[0004] 专利文献
[000引专利文献1:日本专利第5265388号说明书(权利要求1)

【发明内容】

[0006] 发明要解决的课题
[0007] 接触角测量方法存在被用于测量人工髓关节的部件等表面的亲水性（润湿性）的 情况。人工髓关节具有:股骨头和形成有凹陷的衬垫（liner),股骨头嵌入到衬垫。并且，股 骨头与衬垫滑动接触。在该结构中，存在W耐磨损性提高为目的，而在衬垫形成涂层的情 况。在该情况下，在衬垫的制造时，为了检查衬垫的涂层是否能发挥所希望的性能，优选检 查涂层的润湿性。在该润湿性的检查中，使用接触角测量方法。也就是说，测量被提供到涂 层的表面的液滴与涂层的接触角，基于该接触角，来判断润湿性。
[0008] 衬垫的凹陷面是曲面形状，在接触角测量法中，测量被提供到该曲面的液滴的接 触角。但是，在专利文献1中，由图2W及附录1的式子可知，没有考虑试料表面是曲面的情 况。也就是说，在专利文献1所述的结构中，由于未进行试料表面是曲面的情况下的校正，因 此存在无法准确地测量试料表面是曲面的情况下的接触角的担忧。
[0009] 本发明鉴于上述实际情况而提出，其目的在于，提供一种能够更准确地测量试料 曲面的接触角的接触角测量方法、接触角测量装置、生物体补缀部件检查装置、程序W及存 储介质。
[0010] 用于解决课题的手段
[0011] (1)用于实现上述目的的本发明所设及的接触角测量方法是测量被提供到试料曲 面的液滴与所述试料曲面的接触角γ (真正的接触角）的接触角测量方法，包含:表观接触 角计算步骤，使用被提供到所述试料曲面的所述液滴W及所述试料曲面的摄影图像来计算 所述液滴的表观接触角α;倾斜角计算步骤，使用所述摄影图像，来计算所述液滴与所述试 料曲面的接触部处的外周缘部的所述试料曲面的倾斜角β;和接触角计算步骤，使用所述倾 斜角0来校正所述表观接触角〇,从而计算所述接触角丫。
[0012] 根据该结构，表观接触角通过试料曲面的倾斜角而被校正。也就是说，计算出考虑 了试料曲面的形状的真正的接触角。由此，接触角测量方法能够更准确地测量试料曲面的 接触角。
[0013] (2)优选地，所述表观接触角α是包含所述外周缘部的任意一点处的所述液滴的外 表面的切线且与所述外表面相接的平面、与包含所述外周缘部的平面所成的角度。
[0014] 根据运种结构，W液滴的外周缘部为基准的角度被设定为表观接触角。
[0015] (3)优选地，所述倾斜角β是包含所述外周缘部的任意一点处的所述试料曲面的切 线且与所述试料曲面相接的平面、与包含所述外周缘部的平面所成的角度。
[0016] 根据运种结构，W液滴的外周缘部为基准的角度被设定为倾斜角。
[0017] (4)优选地，作为所述表观接触角计算步骤之前的步骤，包含:使用所述外周缘部 的曲率半径C、所述液滴的体积VOW及所述试料曲面的曲率半径Rb来计算所述液滴的外表 面的曲率半径Ra的步骤，所述表观接触角计算步骤中使用所述曲率半径RaW及所述曲率半 径C来计算所述表观接触角α。
[0018] 根据该结构，关于被提供到不平坦的试料曲面的液滴，根据摄影图像来直接测量 液滴的外表面的曲率半径Ra较为困难。与此相对地，比较容易根据例如摄影图像来测量液 滴的外周缘部的曲率半径C。此外，通过测量例如从喷嘴出来的液滴，比较容易测量液滴的 体积V0。此外，根据试料的设计数据等，比较容易得到试料曲面的曲率半径肺。因此，使用作 为比较容易得到的数据的外周缘部的曲率半径C、液滴的体积V0和试料曲面的曲率半径Rb， 能够容易地计算出液滴的外表面的曲率半径Ra。然后，通过将例如外表面的曲率半径RaW 及外周缘部的曲率半径C应用于Ξ角函数，从而能够计算出表观接触角α。
[0019] (5)使用下述式(a)、(b)、（c)来计算所述外表面的曲率半径Ra，
[0020] (a)化=(4V3)Ra3-(Ji/3) {(Ra2-C2) (1/2) +Ra} 2 {3Ra-(Ra2-C2) (1/2)-Ra}
[002。 （ b) Vb = (4V3)肺3- (Ji/3) {(肺2-〔2) (1/2) +Rb } 2 { 3肺-(肺2-c2) (1/2)-肺}
[0022] (c) VO = Va+Vb (在试料曲面是凹部的情况下）或者VO = Va-Vb (在试料曲面是凸部 的情况下）
[0023] 其中，Va:由包含所述外周缘部的平面与所述液滴的外表面围起的第1区域的体 积，Vb:由包含所述外周缘部的平面与所述试料曲面围起的第2区域的体积。
[0024] 根据该结构，能够使用计算球的一部分的体积的式(a)来计算第1区域的体积Va。 此外，能够使用计算球的一部分的体积的式(b)来计算第2区域的体积Vb。然后，能够根据液 滴的体积V0、第1区域的体积Va和第2区域的体积Vb的关系式(C)，来计算曲率半径Ra。
[0025] (6)优选地，所述倾斜角计算步骤中使用所述外周缘部的曲率半径CW及所述试料 曲面的曲率半径Rb来计算所述倾斜角β。
[0026] 根据该结构，能够根据例如摄影图像，比较容易地测量液滴的外周缘部的曲率半 径C。此外，根据试料的设计数据等，比较容易得到试料曲面的曲率半径肺。因此，能够容易 地计算倾斜角。
[0027] (7)更优选地，所述外周缘部的所述曲率半径C是使用所述摄影图像而被计算的。
[0028] 根据该结构，能够容易地从液滴的外部识别外周缘部。因此，能够基于摄影图像， 容易地计算出外周缘部的曲率半径。
[0029] (8)优选地，所述试料曲面是具有规定的曲率半径Rb的凹状的曲面，所述接触角计 算步骤中，将所述表观接触角α与所述倾斜角β相加得到的值计算为所述接触角γ。
[0030] 根据该结构，能够计算出凹状的试料曲面处的真正的接触角。此外，凹状的试料曲 面内的液滴被试料包围，难W从试料的侧方视觉地测量接触角。但是，在运样的情况下，也 能够准确地计算试料曲面的真正的接触角。
[0031] (9)优选地，所述试料曲面是具有规定的曲率半径Rb的凸状的曲面，所述接触角计 算步骤中，将从所述表观接触角α减去所述倾斜角的寻到的值计算为所述接触角γ。
[0032] 根据该结构，能够计算出凸状的试料曲面处的真正的接触角。
[0033] (10)优选地，所述液滴的体积V0被设定为0.化升~3.化升。
[0034] 根据该结构，通过将液滴的体积设定为0 .化升W上，能够减少例如液滴从喷嘴滴 下时的残留在喷嘴的液体量。由此，能够充分减小从喷嘴提供的液滴的体积中残留在该喷 嘴的液滴的体积的比例。因此，能够充分减小残留在喷嘴的液滴对于试料曲面的液滴的影 响，能够更准确地进行使用了液滴的接触角的计算。此外，通过将液滴的体积设定为3.化升 W下，从而下落到试料曲面的液滴的体积不会过大。因此，能够减小试料曲面上液滴所受到 的重力的影响。其结果，能够将液滴的外表面实质地处理为正球的一部分，能够更准确地进 行使用了液滴的接触角的计算。
[0035] (11)用于实现上述目的的本发明所设及的接触角测量装置测量被提供到试料曲 面的液滴与所述试料曲面的接触角γ，其包含:表观接触角计算部，使用被提供到所述试料 曲面的所述液滴W及所述试料曲面的摄影图像来计算所述液滴的表观接触角α;倾斜角计 算部，使用所述摄影图像，来计算所述液滴与所述试料曲面的接触部处的外周缘部的所述 试料曲面的倾斜角β;和接触角计算部，使用所述倾斜角β来校正所述表观接触角α，从而计 算所述接触角丫。
[0036] 根据该结构，通过试料曲面的倾斜角来校正表观接触角。也就是说，计算出考虑了 试料曲面的形状的真正的接触角。由此，接触角测量装置能够更准确地测量试料曲面处的 接触角。
[0037] (12)用于实现上述目的的本发明所设及的生物体补缀部件检查装置具备:所述接 触角测量装置;和检查部，其使用通过所述接触角测量装置而被测量出的所述接触角γ，来 检测作为所述试料曲面的生物体补缀部件的曲面的润湿性。
[0038] 根据该结构，通过试料曲面的倾斜角来校正表观接触角。也就是说，计算出考虑了 试料曲面的形状的真正的接触角。由此，生物体补缀部件检查装置能够更能准确地测量试 料曲面处的接触角。
[0039] (13)用于实现上述目的的本发明所设及的程序是测量被提供到试料曲面的液滴 与所述试料曲面的接触角γ的程序，该程序使计算机执行如下步骤:表观接触角计算步骤， 使用被提供到所述试料曲面的所述液滴W及所述试料曲面的摄影图像来计算所述液滴的 表观接触角α;倾斜角计算步骤，使用所述摄影图像，计算所述液滴与所述试料曲面的接触 部处的外周缘部的所述试料曲面的倾斜角β;和接触角计算步骤，使用所述倾斜角β来校正 所述表观接触角α，从而计算所述接触角丫。
[0040] 根据该结构，通过试料曲面的倾斜角来校正表观接触角。也就是说，计算出考虑了 试料曲面的形状的真正的接触角。由此，能够实现能够更准确地测量试料曲面处的接触角 的程序。
[0041] (14)用于实现上述目的的本发明所设及的存储介质存储程序，并能够通过计算机 来读取，所述程序是测量被提供到试料曲面的液滴与所述试料曲面的接触角γ的程序，该 程序使计算机执行如下步骤:表观接触角计算步骤，使用被提供到所述试料曲面的所述液