Measurement of surface roughness is an important metrology procedure widely used in the industry during the final phases of the manufacturing process for quality control. This paper presents a measurement system that uses an optical microscope equipped with a vision sensor to measure the surface roughness of bearings. Shape from Focus / Defocus method is applied to measure the 3D surface coordinates of the object surface from which roughness calculations can be undertaken.

현미경을 다루는데 있어 현미경의 원리를 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 DVD optical pick-up head (이하OPH)를 활용하여 광경로를 직접 눈으로 볼 수 있어서 현미경 원리 파악에 도움이 되는 저렴한 가격의 현미경 시스템을 구현하였다. 실험 과정은 광원에서 나온 빛을 시료와 렌즈에 순차적으로 통과시키고, 이 정보를 CCD 카메라에서 검출하는 것으로 이루어졌다. DVD OPH 내부의 렌즈를꺼내어 두 렌즈의 상대적 거리에 따른 성능 차이를 알아보았다. 또한, 광원을 백색광원으로 실험한 결과와 반도체 레이저로 실험한 결과를 비교하여 광원에 따른 배율의 차이를 알아보았다. 그 결과 백색 광원일 때 반도체 레이저에 비해 해상도가 2배 이상 높았고, 현미경 시스템과 CCD 카메라의 거리가 20 cm일 때 약 150배의 배율을 보였다.

알바이트 분말시료, 박편시료, TEM 시편용 시료를 이용하여 광학현미경 상에서 등온가열 실험을 수행하였다. 시료의 방향성은 광학현미경 및 XRD를 통하여 점검하였으며 TEM의 전자회절도형을 통해 확인하였다. 분말시료의 경우 1030℃-12 hr에서, TEM 시편용 시료는 1060℃-6 hr에서 부분 용융이 일어나며 이 이상의 온도에서는 용융으로 인한 시편두께 증가 및 비정질상으로의 변화로 인하여 알바이트 미세구조의 TEM 영상 획득이 어려웠다. 광학현미경과 TEM의 연계를 통한 알바이트 등온가열 실험 결과 알바이트 tweed 미세구조의 TEM 영상을 얻을 수 있는 최적 조건은 대기압 하에서는 1050℃-12 hr로 파악되었다. 전자현미경 내 직접가열(in situ TEM heating) 실험의 경우 상기한 실험조건에 비해 고진공 상태임을 고려하면 1050℃보다 다소 높은 온도에서 알바이트 tweed 미세구조를 직접 관찰할 수 있을 것으로 사료된다