JP2012255652A - Device and method for inspecting anodized alumina, and manufacturing method of component having anodized alumina surface - Google Patents

Device and method for inspecting anodized alumina, and manufacturing method of component having anodized alumina surface Download PDF

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Mitsufumi Fukuyama
三文 福山
Teruhiro Ishimaru
輝太 石丸
Yuji Matsubara
雄二 松原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and method for easily inspecting the state (shape of fine rugged structure, flaws, and the like) of anodized alumina, and a manufacturing method of a component having an anodized alumina surface with reduced unevenness in the shape of fine rugged structure and surface flaws.SOLUTION: An inspection device is used, comprising a linear lighting device 10 (first lighting means) which allows a mold 100 to be irradiated with light; a color line CCD camera 12 (first imaging means) which images light reflected by the anodized alumina of the mold 100; a linear lighting device 20 (second lighting means) which allows the mold 100 to be irradiated with light; a monochrome line CCD camera 22 (second imaging means) which images light reflected by the anodized alumina of the mold 100; and an image processing device 30 (image processing means) which determines quality of the anodized alumina on the basis of the color data and brightness data obtained from the images taken by the two cameras.

Description

本発明は、アルミニウム基材の表面に形成された、複数の細孔(微細凹凸構造)を有する陽極酸化アルミナ(多孔質の酸化皮膜)を検査する装置および方法、ならびに陽極酸化アルミナを表面に有する部材(モールド等)の製造方法に関する。   The present invention has an apparatus and method for inspecting an anodized alumina (porous oxide film) having a plurality of pores (fine concavo-convex structure) formed on the surface of an aluminum substrate, and an anodized alumina on the surface. The present invention relates to a method for manufacturing a member (such as a mold).

可視光の波長以下のピッチの微細凹凸構造を表面に有する物品は、反射防止機能等を発現することから、その有用性が注目されている。特に、モスアイ(Moth−Eye)構造と呼ばれる微細凹凸構造は、空気の屈折率から材料の屈折率に連続的に増大していくことで有効な反射防止機能を発現することが知られている。   An article having a fine concavo-convex structure with a pitch of less than or equal to the wavelength of visible light on the surface exhibits an antireflection function and the like, and thus its usefulness is drawing attention. In particular, it is known that a fine concavo-convex structure called a moth-eye structure exhibits an effective antireflection function by continuously increasing from a refractive index of air to a refractive index of a material.

微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法としては、下記の方法が知られており、生産性、経済性の点から、(ii)の方法が優れている。
(i)透明基材等の表面を直接加工して微細凹凸構造を表面に有する物品を製造する方法。
(ii)微細凹凸構造に対応した反転構造を有するモールドを用いて、透明基材等の表面に反転構造を転写する方法。
The following method is known as a method for producing an article having a fine concavo-convex structure on the surface, and the method (ii) is excellent from the viewpoint of productivity and economy.
(I) A method for producing an article having a fine concavo-convex structure on its surface by directly processing the surface of a transparent substrate or the like.
(Ii) A method of transferring the inverted structure onto the surface of a transparent substrate or the like using a mold having an inverted structure corresponding to the fine concavo-convex structure.

モールドに反転構造を形成する方法としては、電子線描画法、レーザー光干渉法等が知られている。近年、より簡便に反転構造を形成できる方法として、アルミニウム基材の表面を陽極酸化する方法が注目されている(例えば、特許文献1参照)。
アルミニウム基材の表面を陽極酸化することによって形成される陽極酸化アルミナは、アルミニウムの酸化皮膜(アルマイト)であり、ピッチが可視光の波長以下である複数の細孔(微細凹凸構造)を有する。
As a method for forming an inverted structure in a mold, an electron beam drawing method, a laser beam interference method, and the like are known. In recent years, a method of anodizing the surface of an aluminum substrate has attracted attention as a method for forming an inverted structure more easily (see, for example, Patent Document 1).
Anodized alumina formed by anodizing the surface of an aluminum substrate is an aluminum oxide film (alumite) and has a plurality of pores (fine concavo-convex structure) whose pitch is equal to or less than the wavelength of visible light.

該陽極酸化アルミナにおいては、陽極酸化の際にアルミニウム基材を浸漬させる電解液の濃度や温度にムラが生じたり、アルミニウム基材の表面の性状にムラがあったりすると、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状(細孔の深さや内径、細孔間のピッチ等)、陽極酸化アルミナの厚さ等に多少のムラが生じることがある。陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さが設計どおりに形成されない領域の面積が大きくなると、そのモールドは、微細凹凸構造を表面に有する物品の製造に用いることができない。しかし、これまで、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さを簡易に検査できる方法がなかった。   In the anodized alumina, if unevenness occurs in the concentration or temperature of the electrolytic solution in which the aluminum substrate is immersed during anodization, or the surface property of the aluminum substrate is uneven, Some unevenness may occur in the shape of the structure (depth and inner diameter of pores, pitch between pores, etc.), the thickness of anodized alumina, and the like. When the area of the region where the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina or the thickness of the anodic alumina is not formed as designed increases, the mold cannot be used for manufacturing an article having the fine concavo-convex structure on the surface. However, until now, there has been no method for easily inspecting the shape of the fine concavo-convex structure of anodized alumina and the thickness of the anodized alumina.

また、陽極酸化アルミナは、接触等によって傷付きやすい、液状の異物が付いた場合、該異物が細孔に浸潤して細孔を埋めてしまう、という問題も有する。
よって、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さの検査と、陽極酸化アルミナの表面の傷、異物等の欠陥の検査とを合わせて行うことによって、陽極酸化アルミナにある欠陥がどの工程で発生したのか、どういった要因で発生したのか等、原因を究明することができる。しかし、これまで、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造と合わせて、陽極酸化アルミナの表面の傷、異物等の欠陥を簡易に検査できる方法がなかった。
Anodized alumina also has a problem that when a liquid foreign substance is easily damaged by contact or the like, the foreign substance infiltrates into the pores and fills the pores.
Therefore, the defect in the anodized alumina is obtained by combining the inspection of the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina and the thickness of the anodized alumina with the inspection of the surface of the anodized alumina for defects such as scratches and foreign matters. It is possible to investigate the cause such as in which process the error occurred and what kind of factor caused it. However, until now, there has been no method for easily inspecting the surface of the anodized alumina for defects such as scratches and foreign matters in combination with the fine concavo-convex structure of the anodized alumina.

特開2005−156695号公報JP 2005-156695 A

本発明は、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さと、陽極酸化アルミナの表面の欠陥とを簡易に検査できる検査装置および検査方法、ならびに陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さのムラが抑えられ、かつ陽極酸化アルミナの表面の欠陥が抑えられた、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の製造方法を提供する。   The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method capable of simply inspecting the shape of the fine concavo-convex structure of anodized alumina, the thickness of the anodized alumina, and defects on the surface of the anodized alumina, and the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina. And a method for producing a member having an anodized alumina on the surface, in which unevenness in thickness of the anodized alumina is suppressed and defects on the surface of the anodized alumina are suppressed.

本発明者らは、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造に応じて、陽極酸化アルミナで反射する光の色が変化することを見出し、本発明に至った。陽極酸化アルミナで反射する光の色は、しゃぼん玉に見られるような薄膜の干渉色だけではなく、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さの影響を反映したものである。   As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have found that the color of light reflected by anodized alumina changes according to the fine concavo-convex structure of anodized alumina, resulting in the present invention. The color of the light reflected by the anodized alumina reflects not only the interference color of the thin film as seen in a shabby ball, but also the influence of the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina and the thickness of the anodized alumina. .

すなわち、本発明の陽極酸化アルミナの検査装置は、陽極酸化アルミナに光を照射する照射手段と、照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報および輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する画像処理手段とを有することを特徴とする。   That is, the inspection apparatus for anodized alumina of the present invention is imaged by an irradiation means for irradiating light to the anodized alumina, an imaging means for imaging the light irradiated from the irradiation means and reflected by the anodized alumina, and the imaging means. Image processing means for determining the quality of the state of the anodized alumina based on color information and luminance information obtained from the obtained image.

本発明の陽極酸化アルミナの検査装置は、前記照射手段として、第一の照射手段と、第二の照射手段とを有し、前記撮像手段として、第一の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する第一の撮像手段と、第二の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する第二の撮像手段とを有し、画像処理手段が、第一の撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する第一の判定部と、第二の撮像手段によって撮像された画像から得られた輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する第二の判定部とを有することが好ましい。   The inspection apparatus for anodized alumina according to the present invention includes a first irradiation unit and a second irradiation unit as the irradiation unit, and the first irradiation unit is irradiated as the imaging unit, and the anodized alumina. A first imaging unit that images the light reflected by the second imaging unit, and a second imaging unit that images the light irradiated from the second irradiation unit and reflected by the anodized alumina. A luminance obtained from an image captured by the first imaging unit and a second imaging unit based on color information obtained from the image captured by the imaging unit. It is preferable to have a second determination unit that determines the quality of the state of the anodized alumina based on the information.

前記第一の撮像手段は、陽極酸化アルミナの表面の法線に対して、第一の撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように配置されることが好ましい。
前記第二の撮像手段は、陽極酸化アルミナの表面の法線に対して、第二の撮像手段の光軸の角度が0〜70°となるように配置されることが好ましい。
前記第一の撮像手段は、前記色情報としてRGBの画像信号を出力するものであり、前記第一の判定部は、RGBの画像信号に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定するものであってもよい。
前記第一の撮像手段は、前記色情報としてRGBの画像信号を出力するものであり、前記画像処理手段は、RGBの画像信号をHSL表色系の情報に変換する変換部を有し、前記第一の判定部は、HSL表色系の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定するものであってもよい。
The first imaging means is preferably arranged so that the angle of the optical axis of the first imaging means is 45 to 89.9 ° with respect to the normal of the surface of the anodized alumina.
The second imaging means is preferably arranged so that the angle of the optical axis of the second imaging means is 0 to 70 ° with respect to the normal of the surface of the anodized alumina.
The first imaging means outputs an RGB image signal as the color information, and the first determination unit determines the quality of the anodized alumina state based on the RGB image signal. It may be.
The first imaging unit outputs an RGB image signal as the color information, and the image processing unit includes a conversion unit that converts the RGB image signal into HSL color system information, A 1st determination part may determine the quality of the state of an anodized alumina based on the information of an HSL color system.

本発明の陽極酸化アルミナの検査方法は、陽極酸化アルミナに照射手段から光を照射し、照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像手段にて撮像し、撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報および輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定することを特徴とする。   In the method for inspecting anodized alumina of the present invention, the anodized alumina is irradiated with light from the irradiation means, the light irradiated from the irradiation means and reflected by the anodized alumina is imaged by the imaging means, and the image is captured by the imaging means. The quality of the anodized alumina is determined based on the color information and luminance information obtained from the image.

本発明の陽極酸化アルミナの検査方法は、陽極酸化アルミナに第一の照射手段から光を照射し、第一の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を第一の撮像手段にて撮像し、第一の撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定するとともに、陽極酸化アルミナに第二の照射手段から光を照射し、第二の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を第二の撮像手段にて撮像し、第二の撮像手段によって撮像された画像から得られた輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定することが好ましい。   In the method for inspecting anodized alumina of the present invention, the first anodized alumina is irradiated with light from the first irradiation means, and the light irradiated from the first irradiation means and reflected by the anodized alumina is reflected by the first imaging means. Based on the color information obtained from the image captured from the image captured by the first imaging unit, the quality of the anodized alumina is determined, and the anodized alumina is irradiated with light from the second irradiation unit, The light irradiated from the second irradiation means and reflected by the anodized alumina is imaged by the second imaging means, and the anodized alumina is obtained based on the luminance information obtained from the image captured by the second imaging means. It is preferable to determine the quality of the state.

本発明の陽極酸化アルミナの検査方法においては、前記第一の撮像手段によって撮像された画像から色情報としてRGBの画像信号を得て、該RGBの画像信号に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定してもよい。
本発明の陽極酸化アルミナの検査方法においては、前記第一の撮像手段によって撮像された画像から色情報としてRGBの画像信号を得て、該RGBの画像信号をHSL表色系の情報に変換し、該HSL表色系の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定してもよい。
In the anodized alumina inspection method of the present invention, an RGB image signal is obtained as color information from the image captured by the first imaging means, and the state of the anodized alumina is determined based on the RGB image signal. Good or bad may be determined.
In the anodized alumina inspection method of the present invention, an RGB image signal is obtained as color information from the image captured by the first imaging means, and the RGB image signal is converted into HSL color system information. The quality of the anodized alumina state may be determined based on the information of the HSL color system.

本発明の、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の製造方法は、アルミニウム基材の表面を陽極酸化することによって、陽極酸化アルミナを表面に有する部材を得る工程と、本発明の陽極酸化アルミナの検査方法によって、前記陽極酸化アルミナを検査する工程とを有することを特徴とする。   The method for producing a member having an anodized alumina on the surface thereof according to the present invention comprises a step of obtaining a member having an anodized alumina on the surface by anodizing the surface of the aluminum substrate, and an inspection of the anodized alumina according to the present invention. And a step of inspecting the anodized alumina by a method.

本発明の陽極酸化アルミナの検査装置および検査方法によれば、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さと、陽極酸化アルミナの表面の欠陥とを簡易に検査できる。
本発明の、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の製造方法によれば、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さのムラが抑えられ、かつ陽極酸化アルミナの表面の欠陥が抑えられた、陽極酸化アルミナを表面に有する部材を安定して製造できる。
According to the anodized alumina inspection apparatus and inspection method of the present invention, the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina, the thickness of the anodized alumina, and the surface defects of the anodized alumina can be easily inspected.
According to the method for manufacturing a member having an anodized alumina on the surface of the present invention, the unevenness of the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina and the thickness of the anodized alumina can be suppressed, and defects on the surface of the anodized alumina can be prevented. A suppressed member having anodized alumina on the surface can be stably produced.

また、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さと、陽極酸化アルミナの表面の欠陥とを同時に検査することによって、検査結果から、陽極酸化アルミナに異常が発生した工程や原因を早期に究明できる。そして、その結果を、陽極酸化の工程にフィードバックすることによって、異常が再発するのを防止でき、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の品質を向上できる。
また、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さの検査と、陽極酸化アルミナの表面の欠陥の検査とを別々に行う場合と比較して、陽極酸化アルミナを表面に有する部材を載せかえる工数を軽減できる。その結果、検査時間を短縮でき、載せかえによる傷、異物付着のリスクを軽減できるため、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の検査コスト(製造コスト)を低減できる。
In addition, by simultaneously inspecting the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina, the thickness of the anodized alumina, and defects on the surface of the anodized alumina, the inspection results indicate the process and cause of the abnormality in the anodized alumina. We can investigate early. Then, by feeding back the result to the anodizing step, it is possible to prevent the abnormality from recurring and to improve the quality of the member having the anodized alumina on the surface.
In addition, a member having anodized alumina on the surface compared with the case where the inspection of the shape of the fine concavo-convex structure of anodized alumina and the thickness of the anodized alumina and the inspection of defects on the surface of the anodized alumina are performed separately Man-hours to replace As a result, the inspection time can be shortened and the risk of flaws and foreign matter adhesion due to replacement can be reduced, so that the inspection cost (manufacturing cost) of a member having anodized alumina on the surface can be reduced.

本発明の陽極酸化アルミナの検査装置の一例を示す上面図および側面図である。It is the top view and side view which show an example of the inspection apparatus of the anodic oxidation alumina of this invention. 陽極酸化アルミナを表面に有するモールドの製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the mold which has an anodized alumina on the surface. 第一の撮像手段によって撮像した、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の表面の画像である。It is the image of the surface of the member which has an anodized alumina on the surface imaged with the 1st imaging means. 光軸の角度θが5°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal portion in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 5 °. 光軸の角度θが15°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal portion in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 15 °. 光軸の角度θが25°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal portion in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 25 °. 光軸の角度θが35°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal part in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image picked up by a first image pickup means having an optical axis angle θ 1 of 35 °. 光軸の角度θが45°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal portion in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 45 °. 光軸の角度θが55°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal part in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 55 °. 光軸の角度θが65°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal part in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 65 °. 光軸の角度θが75°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal part in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 75 °. 光軸の角度θが85°である第一の撮像手段によって撮像した画像から得られた、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting a hue difference with respect to a normal part in each pixel of a line 102 in FIG. 3 obtained from an image captured by a first imaging unit having an optical axis angle θ 1 of 85 °. 光軸の角度θごとに、図3のライン102の各画素における正常部に対する色相差の最大値をプロットしたグラフである。FIG. 4 is a graph plotting the maximum value of the hue difference with respect to the normal portion in each pixel of the line 102 in FIG. 3 for each optical axis angle θ 1 . 第一の撮像手段によって撮像した、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の表面の画像である。It is the image of the surface of the member which has an anodized alumina on the surface imaged with the 1st imaging means. 第二の撮像手段によって撮像した、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の表面の画像である。It is the image of the surface of the member which has an anodized alumina on the surface imaged with the 2nd imaging means.

<陽極酸化アルミナの検査装置>
図1は、本発明の陽極酸化アルミナの検査装置の一例を示す上面図および側面図である。
検査装置は、複数の細孔(微細凹凸構造)を有する陽極酸化アルミナがロール状のアルミニウム基材の表面に形成されたロール状のモールド100を回転させる回転手段(図示略)と;モールド100にライン状に光を照射するライン状照明装置10(第一の照射手段)と;ライン状照明装置10から照射され、モールド100の陽極酸化アルミナで反射した光を撮像するカラーラインCCDカメラ12(第一の撮像手段)と;モールド100にライン状に光を照射するライン状照明装置20(第二の照射手段)と;ライン状照明装置20から照射され、モールド100の陽極酸化アルミナで反射した光を撮像するモノクロラインCCDカメラ22(第二の撮像手段)と;カラーラインCCDカメラ12およびモノクロラインCCDカメラ12からの画像信号を処理する画像処理装置30(画像処理手段)と;モールド100と、ライン状照明装置10、カラーラインCCDカメラ12、ライン状照明装置20およびモノクロラインCCDカメラ22とを、モールド100の長手方向に沿って相対的に移動させる移動手段(図示略)とを有する。
<Inspection equipment for anodized alumina>
FIG. 1 is a top view and a side view showing an example of the anodized alumina inspection apparatus of the present invention.
The inspection apparatus includes a rotating means (not shown) for rotating a roll-shaped mold 100 in which anodized alumina having a plurality of pores (fine concavo-convex structure) is formed on the surface of a roll-shaped aluminum substrate; A line illuminating device 10 (first irradiating means) that irradiates light in a line shape; a color line CCD camera 12 (first illuminating device) that images the light irradiated from the line illuminating device 10 and reflected by the anodized alumina of the mold 100 One imaging means); a line illuminating device 20 (second irradiating means) for irradiating the mold 100 with light in a line; and light irradiated from the line illuminating device 20 and reflected by the anodized alumina of the mold 100 A monochrome line CCD camera 22 (second imaging means) for imaging a color line CCD camera 12 and a monochrome line CCD camera 1 An image processing device 30 (image processing means) for processing an image signal from; a mold 100, a line illumination device 10, a color line CCD camera 12, a line illumination device 20, and a monochrome line CCD camera 22; Moving means (not shown) for relatively moving along the longitudinal direction.

(第一の照射手段)
ライン状照明装置10は、モールド100への光の照射範囲の長手方向がモールド100の周方向(回転方向)に直交するように配置される。
ライン状照明装置10としては、高周波点灯の蛍光灯点灯装置、ロッド照明、ライン状に配置された光ファイバ照明、LED照明等が挙げられる。
(First irradiation means)
The line illumination device 10 is disposed so that the longitudinal direction of the light irradiation range to the mold 100 is orthogonal to the circumferential direction (rotation direction) of the mold 100.
Examples of the line illumination device 10 include a high-frequency fluorescent lamp lighting device, rod illumination, optical fiber illumination arranged in a line, LED illumination, and the like.

(第一の撮像手段)
カラーラインCCDカメラ12は、複数のカラーCCD素子が1次元に配置されたカメラであり、ライン状照明装置10から照射され、モールド100の陽極酸化アルミナで反射した光をカラーCCD素子で受光し、画素ごとにRGBの画像信号を出力するものである。
(First imaging means)
The color line CCD camera 12 is a camera in which a plurality of color CCD elements are arranged one-dimensionally. The color CCD element 12 receives light emitted from the line illumination device 10 and reflected by the anodized alumina of the mold 100. An RGB image signal is output for each pixel.

カラーラインCCDカメラ12は、撮像範囲の長手方向がモールド100の周方向(回転方向)に直交するように配置される。また、カラーラインCCDカメラ12は、撮像範囲にあるモールド100の陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対して、カラーラインCCDカメラ12の光軸Lの角度θが45〜89.9°となるように配置されることが好ましい。角度θが45°以上であれば、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造に対応した、陽極酸化アルミナからの反射光の色が明確に現れる。角度θは、ノイズの影響を受けにくくなる点から、65°以上が好ましく、70°以上がより好ましく、80°以上がさらに好ましい。角度θが89.9°を超えると、撮像が困難になる。角度θが89.9°付近では、モールド100の周方向に対する撮像範囲が大きくなり撮像分解能が下がるため、モールド100の撮像視野近傍にスリット等を設置し、撮像分解能の低下を抑えるようにしてもよい。なお、第一の撮像手段は、第一の照射手段によりモールドに照射され、モールド100で反射された光を受光できるように配置されていればよいが、好ましくは、第一の撮像手段の光軸と、第一の照射手段の光軸とは、法線Nに対して対称となるように配置される。 The color line CCD camera 12 is arranged so that the longitudinal direction of the imaging range is orthogonal to the circumferential direction (rotation direction) of the mold 100. Further, the color line CCD camera 12 has an angle θ 1 of 45 of the optical axis L 1 of the color line CCD camera 12 with respect to the normal line N 1 of the surface (tangent plane) of the anodized alumina of the mold 100 in the imaging range. It is preferable to arrange it at ˜89.9 °. When the angle θ 1 is 45 ° or more, the color of the reflected light from the anodized alumina corresponding to the fine uneven structure of the anodized alumina appears clearly. The angle θ 1 is preferably 65 ° or more, more preferably 70 ° or more, and still more preferably 80 ° or more, from the viewpoint of being less susceptible to noise. If the angle θ 1 exceeds 89.9 °, imaging becomes difficult. When the angle θ 1 is around 89.9 °, the imaging range with respect to the circumferential direction of the mold 100 is increased and the imaging resolution is lowered. Also good. The first imaging means may be arranged so as to be able to receive the light irradiated on the mold by the first irradiation means and reflected by the mold 100, but preferably the light of the first imaging means. and the shaft, the optical axis of the first irradiation means, are arranged symmetrically with respect to the normal N 1.

(第二の照射手段)
ライン状照明装置20は、モールド100への光の照射範囲の長手方向がモールド100の周方向(回転方向)に直交するように配置される。
ライン状照明装置20としては、高周波点灯の蛍光灯点灯装置、ロッド照明、ライン状に配置された光ファイバ照明、LED照明等が挙げられる。
(Second irradiation means)
The line illumination device 20 is disposed so that the longitudinal direction of the light irradiation range to the mold 100 is orthogonal to the circumferential direction (rotation direction) of the mold 100.
Examples of the line illumination device 20 include a fluorescent lamp lighting device for high-frequency lighting, rod illumination, optical fiber illumination arranged in a line, LED illumination, and the like.

なお、モールド100の周方向(回転方向)と平行な線傷等を検出する場合は、ライン状照明装置20の出射光に指向性および傾きを持たせ、モールド100の周方向(回転方向)と平行な線傷の側面に光が当たるようにし、線傷をより鮮明に際立たせるようにしてもよい。   In addition, when detecting a flaw etc. parallel to the circumferential direction (rotation direction) of the mold 100, directivity and inclination are given to the emitted light of the line-shaped illumination device 20, and the circumferential direction (rotation direction) of the mold 100 and It is also possible to make the light hit the side surfaces of the parallel flaws and make the flaws stand out more clearly.

(第二の撮像手段)
モノクロラインCCDカメラ22は、複数のCCD素子が1次元に配置されたカメラであり、ライン状照明装置20から照射され、モールド100の陽極酸化アルミナで反射した光をCCD素子で受光し、画素ごとにモノクロの画像信号を出力するものである。
(Second imaging means)
The monochrome line CCD camera 22 is a camera in which a plurality of CCD elements are arranged one-dimensionally. The CCD element receives the light irradiated from the line illumination device 20 and reflected by the anodized alumina of the mold 100, and each pixel. Output a monochrome image signal.

モノクロラインCCDカメラ22は、撮像範囲の長手方向がモールド100の周方向(回転方向)に直交するように配置される。また、モノクロラインCCDカメラ22は、撮像範囲にあるモールド100の陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対して、モノクロラインCCDカメラ22の光軸Lの角度θが0〜70°となるように配置されることが好ましい。角度θが70°以下であれば、陽極酸化アルミナの異物、傷等の欠陥を検出しやすい。ただし、角度θが0°の場合、モールド100表面に映ったモノクロラインCCDカメラ22自身が画像にも映り込みノイズとなってしまうため、角度θは5〜50°がより好ましい。なお、第二の撮像手段は、第二の照射手段によりモールドに照射され、モールド100で反射された光を受光できるように配置されていればよいが、好ましくは、第二の撮像手段の光軸と、第二の照射手段の光軸とは、法線Nに対して対称となるように配置される。 The monochrome line CCD camera 22 is arranged so that the longitudinal direction of the imaging range is orthogonal to the circumferential direction (rotation direction) of the mold 100. Further, the monochrome line CCD camera 22 has an angle θ 2 of the optical axis L 2 of the monochrome line CCD camera 22 with respect to the normal line N 2 of the surface (tangent plane) of the anodized alumina of the mold 100 in the imaging range. It is preferable to be arranged to be ˜70 °. If the angle theta 2 is 70 ° or less, foreign matter anodized alumina, easy to detect defects such as scratches. However, when the angle θ 2 is 0 °, the monochrome line CCD camera 22 itself reflected on the surface of the mold 100 is also reflected in the image and becomes noise, so the angle θ 2 is more preferably 5 to 50 °. The second imaging unit may be arranged so as to be able to receive the light irradiated on the mold by the second irradiation unit and reflected by the mold 100. Preferably, the light of the second imaging unit is used. and the shaft, the optical axis of the second irradiation means, are arranged symmetrically with respect to the normal N 2.

(画像処理手段)
画像処理装置30は、カラーラインCCDカメラ12によって撮像された画像から得られたRGBの画像信号(色情報)に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する第一の判定部(図示略)と;モノクロラインCCDカメラ22によって撮像された画像から得られたモノクロの画像信号(輝度情報)に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する第二の判定部(図示略)と;各CCDカメラ等と各判定部等との間を電気的に接続するインターフェイス部(図示略)と;色情報や輝度情報、判定に用いる閾値等を記憶する記憶部(図示略)とを具備する。
画像処理装置30は、必要に応じて、RGBの画像信号をHSL表色系の情報に変換する変換部を有していてもよい。この場合、第一の判定部は、HSL表色系の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する。
(Image processing means)
The image processing apparatus 30 is a first determination unit (not shown) that determines the quality of the anodized alumina based on RGB image signals (color information) obtained from an image captured by the color line CCD camera 12. And a second determination unit (not shown) for determining the quality of the anodized alumina based on the monochrome image signal (luminance information) obtained from the image captured by the monochrome line CCD camera 22; An interface unit (not shown) that electrically connects each CCD camera and the like to each determination unit; and a storage unit (not shown) that stores color information, luminance information, a threshold value used for determination, and the like. .
The image processing apparatus 30 may include a conversion unit that converts RGB image signals into HSL color system information as necessary. In this case, a 1st determination part determines the quality of the state of an anodized alumina based on the information of an HSL color system.

なお、第一の判定部、第二の判定部、変換部等は、専用のハードウエアにより実現されるものであってもよく;メモリおよび中央演算装置(CPU)によって構成され、第一の判定部、第二の判定部、変換部等の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによって、その機能を実現させるものであってもよい。また、第一の判定部、第二の判定部、変換部等は、一つの画像処理装置内に設けられていてもよく、それぞれが個別の画像処理装置内に設けられていてもよい。
また、画像処理装置には、周辺機器として、入力装置、表示装置等が接続されるものとする。ここで、入力装置とは、ディスプレイタッチパネル、スイッチパネル、キーボード等の入力デバイスのことをいい、表示装置とは、CRT、液晶表示装置等のことをいう。
The first determination unit, the second determination unit, the conversion unit, and the like may be realized by dedicated hardware; the first determination unit includes a memory and a central processing unit (CPU), and the first determination unit The function may be realized by loading a program for realizing the functions of the unit, the second determination unit, the conversion unit, and the like into the memory and executing the program. The first determination unit, the second determination unit, the conversion unit, and the like may be provided in one image processing apparatus, or each may be provided in an individual image processing apparatus.
In addition, an input device, a display device, and the like are connected to the image processing apparatus as peripheral devices. Here, the input device refers to an input device such as a display touch panel, a switch panel, or a keyboard, and the display device refers to a CRT, a liquid crystal display device, or the like.

(第一の判定部)
第一の判定部にて、カラーラインCCDカメラ12から出力された画素ごとの256階調のRGBの画像信号を取得し、取得した画像信号に基づいて、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状(細孔の深さや内径、細孔間のピッチ等)、陽極酸化アルミナの厚さ等が所定の範囲内にあるかを判定する。
また、判定の簡単化の目的で、変換部にてRGBの画像信号をHSL表色系に変換し、階調化された色相(H)のデジタル情報に基づいて、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状(細孔の深さや内径、細孔間のピッチ等)、陽極酸化アルミナの厚さ等が所定の範囲内にあるかを判定することも可能である。
(First determination unit)
The first determination unit acquires 256-tone RGB image signals for each pixel output from the color line CCD camera 12, and based on the acquired image signals, the shape of the fine concavo-convex structure of anodized alumina ( It is determined whether the depth and inner diameter of the pores, the pitch between the pores, etc.) and the thickness of the anodized alumina are within a predetermined range.
Further, for the purpose of simplifying the determination, the RGB image signal is converted into the HSL color system by the conversion unit, and the fine concavo-convex structure of the anodized alumina is converted based on the gradation (H) digital information. It is also possible to determine whether the shape (depth and inner diameter of pores, pitch between pores, etc.), the thickness of anodized alumina, etc. are within a predetermined range.

判定に際して、具体的には、色の階調があらかじめ設定された階調(閾値)の範囲外にあるNG画素を抽出し、所定の領域(例えば2000×4000ピクセル)におけるNG画素の割合が、所定の割合(例えば5%)を超えた場合等において、検査対象のモールド100が不良品であると判定する。   In the determination, specifically, NG pixels whose color gradation is outside the preset gradation (threshold) range are extracted, and the ratio of NG pixels in a predetermined region (for example, 2000 × 4000 pixels) is When a predetermined ratio (for example, 5%) is exceeded, it is determined that the mold 100 to be inspected is a defective product.

例えば、RGBの画像信号にて判定するための閾値は、以下のように決定できる。
陽極酸化アルミナの細孔の深さおよび細孔間のピッチがそれぞれ200nmおよび100nm、100nmおよび100nm、200nmおよび200nmの3種類のモールドA、B、Cを準備する。
For example, the threshold value for determination by the RGB image signal can be determined as follows.
Three types of molds A, B, and C having a pore depth of anodized alumina and a pitch between pores of 200 nm and 100 nm, 100 nm and 100 nm, 200 nm, and 200 nm, respectively, are prepared.

該3種類のモールドの表面を、図1に示す検査装置のライン状照明装置10(第一の照射手段)とカラーラインCCDカメラ12(第一の撮像手段)とを用いて撮像する。256階調のRGBの画像信号の平均値を表1に示す。   The surfaces of the three types of molds are imaged using the line illumination device 10 (first irradiation means) and the color line CCD camera 12 (first imaging means) of the inspection apparatus shown in FIG. Table 1 shows the average values of 256 gradation RGB image signals.

細孔の深さ、細孔間のピッチが違うと、モールドからの反射光の色が異なる。すなわち表1に示すRGBの画像信号の値が異なってくる。   When the depth of the pores and the pitch between the pores are different, the color of the reflected light from the mold is different. That is, the RGB image signal values shown in Table 1 are different.

細孔間のピッチが同じで、細孔の深さが異なるモールドAとBとを比較すると、G信号で差が49と最も大きい。ここで、例えばモールドAを良品とし色の閾値を40とすると、G信号の差からモールドBを不良品と判定できる。
該例では、細孔の深さの差が100nmであったが、深さの差が100nmより小さい場合は、閾値を小さくすることで判別が可能となる。
Comparing molds A and B having the same pitch between the pores and different depths of the pores, the difference in G signal is the largest at 49. Here, for example, if the mold A is a good product and the color threshold is 40, the mold B can be determined as a defective product from the difference in the G signal.
In this example, the difference in the depth of the pores is 100 nm. However, if the difference in depth is smaller than 100 nm, the determination can be made by reducing the threshold value.

細孔の深さが同じで、細孔間のピッチが異なるモールドAとCとを比較すると、G信号で差が17と最も大きい。ここで、例えばモールドAを良品とし色の閾値を10とすると、G信号の差からモールドCを不良品と判定できる。
該例では、細孔間のピッチの差が100nmであったが、細孔間のピッチの差が100nmより小さい場合は、閾値を小さくすることで判別が可能となる。
When molds A and C having the same pore depth and different pitches between the pores are compared, the difference in G signal is the largest at 17. Here, for example, if the mold A is a good product and the color threshold is 10, the mold C can be determined as a defective product from the difference in the G signal.
In this example, the difference in pitch between the pores is 100 nm. However, when the difference in pitch between the pores is smaller than 100 nm, the determination can be made by reducing the threshold value.

細孔の深さ、細孔間のピッチが両方とも異なるが、アスペクト比(細孔の深さ/細孔間のピッチ)が1.0で同じモールドBとCとを比較すると、G信号で差が32と最も大きい。ここで、例えばモールドBを良品とし色の閾値を30とすると、G信号の差からモールドCを不良品と判定できる。
該例では、細孔の深さの差、細孔間のピッチの差がともに100nmであったが、細孔の深さの差、細孔間のピッチの差が100nmより小さい場合は、閾値を小さくすることで判別が可能となる。
Although both the depth of the pores and the pitch between the pores are different, when the aspect ratio (depth of the pore / pitch between the pores) is 1.0 and the same mold B and C are compared, the G signal The difference is as large as 32. Here, for example, if the mold B is a good product and the color threshold is 30, the mold C can be determined as a defective product from the difference in the G signal.
In this example, the difference in the depth of the pores and the difference in the pitch between the pores were both 100 nm. However, if the difference in the depth of the pores and the difference in the pitch between the pores is smaller than 100 nm, It is possible to make a determination by reducing.

モールドA、B、Cのそれぞれを識別したい場合は、色の閾値を例えば10とすることによってG信号で判別が可能となる。
なお、RGBの画像信号にて陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状(細孔の深さや内径、細孔間のピッチ等)、陽極酸化アルミナの厚さ等が所定の範囲内にあるかを判定するための閾値は、R、G、B信号のうち、最も差の大きいG信号に着目して決定したが、閾値の決め方は上述の方法に限定されない。
When it is desired to identify each of the molds A, B, and C, the color threshold can be set to 10, for example, so that the determination can be made with the G signal.
In addition, it is determined whether the shape of fine concavo-convex structure of anodized alumina (depth of pore, inner diameter, pitch between pores, etc.), thickness of anodized alumina, etc. are within a predetermined range based on RGB image signals. The threshold for determining the threshold is determined by paying attention to the G signal having the largest difference among the R, G, and B signals, but the method of determining the threshold is not limited to the above-described method.

また、HSL表色系にて判定するための閾値は、以下のように決定できる。
陽極酸化アルミナの細孔の深さおよび細孔間のピッチがそれぞれ200nmおよび100nm、100nmおよび100nm、200nmおよび200nmの3種類のモールドA、B、Cを準備する。
Moreover, the threshold value for determining in the HSL color system can be determined as follows.
Three types of molds A, B, and C having a pore depth of anodized alumina and a pitch between pores of 200 nm and 100 nm, 100 nm and 100 nm, 200 nm, and 200 nm, respectively, are prepared.

該3種類のモールドを図1に示す検査装置のライン状照明装置10(第一の照射手段)とカラーラインCCDカメラ12(第一の撮像手段)とを用いて撮像し、変換部にてRGBの画像信号をHSL表色系に変換する。256階調の色相(H)信号の平均値を表2に示す。   The three types of molds are imaged using the line illumination device 10 (first irradiation means) and the color line CCD camera 12 (first imaging means) of the inspection apparatus shown in FIG. Are converted into the HSL color system. Table 2 shows an average value of the hue (H) signals of 256 gradations.

細孔の深さ、細孔間のピッチが違うと、モールドからの反射光の色が異なる。すなわち表2に示す色相(H)信号の値が異なってくる。   When the depth of the pores and the pitch between the pores are different, the color of the reflected light from the mold is different. That is, the hue (H) signal values shown in Table 2 are different.

細孔間のピッチが同じで、細孔の深さが異なるモールドAとBとを比較すると、差が10である。ここで、例えばモールドAを良品とし色の閾値を5とすると、モールドBを不良品と判定できる。
該例では、細孔の深さの差が100nmであったが、深さの差が100nmより小さい場合は、閾値を小さくすることで判別が可能となる。
When molds A and B having the same pitch between the pores and different pore depths are compared, the difference is 10. For example, if the mold A is a non-defective product and the color threshold is 5, the mold B can be determined as a defective product.
In this example, the difference in the depth of the pores is 100 nm. However, if the difference in depth is smaller than 100 nm, the determination can be made by reducing the threshold value.

細孔の深さが同じで、細孔間のピッチが異なるモールドAとCとを比較すると、差が24である。ここで、例えばモールドAを良品とし色の閾値を20とすると、モールドCを不良品と判定できる。
該例では、細孔間のピッチの差が100nmであったが、細孔間のピッチの差が100nmより小さい場合は、閾値を小さくすることで判別が可能となる。
When molds A and C having the same pore depth and different pitches between the pores are compared, the difference is 24. Here, for example, if the mold A is a non-defective product and the color threshold is 20, the mold C can be determined as a defective product.
In this example, the difference in pitch between the pores is 100 nm. However, when the difference in pitch between the pores is smaller than 100 nm, the determination can be made by reducing the threshold value.

細孔の深さ、細孔間のピッチが両方とも異なるが、アスペクト比(細孔の深さ/細孔間のピッチ)が1.0で同じモールドBとCとを比較すると、差が14である。ここで、例えばモールドBを良品とし色の閾値を10とすると、モールドCを不良品と判定できる。
該例では、細孔の深さの差、細孔間のピッチの差がともに100nmであったが、細孔の深さの差、細孔間のピッチの差が100nmより小さい場合は、閾値を小さくすることで判別が可能となる。
Although the depth of the pores and the pitch between the pores are both different, when the aspect ratio (depth of the pore / pitch between the pores) is 1.0 and the same mold B and C are compared, the difference is 14 It is. Here, for example, if the mold B is a good product and the color threshold is 10, the mold C can be determined as a defective product.
In this example, the difference in the depth of the pores and the difference in the pitch between the pores were both 100 nm. However, if the difference in the depth of the pores and the difference in the pitch between the pores is smaller than 100 nm, It is possible to make a determination by reducing.

モールドA、B、Cのそれぞれを識別したい場合は、色の閾値を例えば5とすることで判別が可能となる。
なお、HSL表色系にて陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状(細孔の深さや内径、細孔間のピッチ等)、陽極酸化アルミナの厚さ等が所定の範囲内にあるかを判定するための閾値の決め方は上述の方法に限定されない。
When it is desired to identify each of the molds A, B, and C, the color threshold can be set to 5, for example, to make a determination.
In addition, it is determined whether the shape of fine concavo-convex structure of anodized alumina (depth and inner diameter of pores, pitch between pores, etc.), thickness of anodized alumina, etc. are within a predetermined range in the HSL color system. The method for determining the threshold value for this is not limited to the method described above.

(第二の判定部)
第二の判定部にて、モノクロラインCCDカメラ22から出力された画素ごとの256階調のモノクロの画像信号を取得し、取得した画像信号に基づいて、陽極酸化アルミナに傷、異物等の欠陥があるかを判定する。
(Second determination unit)
The second determination unit acquires a 256-tone monochrome image signal for each pixel output from the monochrome line CCD camera 22, and based on the acquired image signal, the anodized alumina has a defect such as a scratch or a foreign object Determine if there is any.

判定に際して、具体的には、モノクロの画像信号の階調があらかじめ設定された階調(閾値)の範囲外にあるNG画素を抽出し、所定の領域(例えば2000×4000ピクセル)におけるNG画素の割合が、所定の割合(例えば5%)を超えた場合等において、検査対象のモールド100が不良品であると判定する。   In the determination, specifically, NG pixels whose gradation of the monochrome image signal is outside the range of the preset gradation (threshold) are extracted, and the NG pixels in a predetermined region (for example, 2000 × 4000 pixels) are extracted. When the ratio exceeds a predetermined ratio (for example, 5%), the mold 100 to be inspected is determined to be defective.

(移動手段)
移動手段(図示略)は、モールド100の外周全面を撮像するために、モールド100と、ライン状照明装置10、カラーラインCCDカメラ12、ライン状照明装置20およびモノクロラインCCDカメラ22とを、モールド100の長手方向に沿って相対的に平行移動させるものである。
(transportation)
The moving means (not shown) includes the mold 100, the line illumination device 10, the color line CCD camera 12, the line illumination device 20, and the monochrome line CCD camera 22 in order to image the entire outer periphery of the mold 100. 100 is relatively translated along the longitudinal direction.

移動手段は、モールド100を固定し、ライン状照明装置10、カラーラインCCDカメラ12、ライン状照明装置20およびモノクロラインCCDカメラ22を、モールド100の長手方向に沿って平行移動させるものであってもよく;ライン状照明装置10、カラーラインCCDカメラ12、ライン状照明装置20およびモノクロラインCCDカメラ22を固定し、モールド100を、カラーラインCCDカメラ12およびモノクロラインCCDカメラ22の撮像範囲の長手方向に沿って平行移動させるものであってもよい。   The moving means fixes the mold 100 and translates the linear illumination device 10, the color line CCD camera 12, the linear illumination device 20, and the monochrome line CCD camera 22 along the longitudinal direction of the mold 100. The line illumination device 10, the color line CCD camera 12, the line illumination device 20 and the monochrome line CCD camera 22 are fixed, and the mold 100 is extended in the longitudinal direction of the imaging range of the color line CCD camera 12 and the monochrome line CCD camera 22. You may make it translate along a direction.

(他の形態)
なお、本発明の陽極酸化アルミナの検査装置は、陽極酸化アルミナに光を照射する照射手段と、照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する撮像手段と、撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報および輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する画像処理手段とを有するものであればよく、図示例のものに限定はされない。
(Other forms)
The anodized alumina inspection apparatus according to the present invention includes an irradiation unit that irradiates light to the anodized alumina, an imaging unit that images the light irradiated from the irradiation unit and reflected by the anodized alumina, and the imaging unit. The image processing means for determining the quality of the anodized alumina based on the color information and the luminance information obtained from the image is not limited to the illustrated example.

たとえば、第一の照射手段は、図示例のライン状照明装置10に限定されず、面状照明装置、スポット状照明装置であってもよい。また、照明装置に、拡散板、反射板、シリンドリカルレンズ、集光レンズ等の補助部材を組み合わせてもよい。   For example, the first irradiating means is not limited to the line-shaped illumination device 10 in the illustrated example, and may be a planar illumination device or a spot-shaped illumination device. Moreover, you may combine auxiliary members, such as a diffusion plate, a reflecting plate, a cylindrical lens, and a condensing lens, with an illuminating device.

また、第一の撮像手段は、図示例のカラーラインCCDカメラ12に限定はされず、カラーイメージCCDカメラであってもよく、反射スペクトルを測定する光検出器であってもよい。   Further, the first image pickup means is not limited to the color line CCD camera 12 in the illustrated example, and may be a color image CCD camera or a photodetector that measures a reflection spectrum.

また、第二の照射手段は、図示例のライン状照明装置20に限定されず、面状照明装置、スポット状照明装置であってもよい。また、照明装置に、拡散板、反射板、シリンドリカルレンズ、集光レンズ等の補助部材を組み合わせてもよい。また、照明装置を複数組み合わせて、複数の方向から照射する構成としてもよい。
また、モノクロラインCCDカメラ22の位置を変更し、カラーラインCCDカメラ12とともに、ライン状照明装置10から照射され、モールド100の陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する構成とすることによって、ライン状照明装置20を省略してもよい。
The second irradiating means is not limited to the line-shaped illumination device 20 in the illustrated example, and may be a planar illumination device or a spot-shaped illumination device. Moreover, you may combine auxiliary members, such as a diffusion plate, a reflecting plate, a cylindrical lens, and a condensing lens, with an illuminating device. Moreover, it is good also as a structure which irradiates from several directions combining several illuminating devices.
Further, the position of the monochrome line CCD camera 22 is changed, and the color line CCD camera 12 and the color line CCD camera 12 are configured to capture the light irradiated from the line illumination device 10 and reflected by the anodized alumina of the mold 100, thereby forming a line shape. The lighting device 20 may be omitted.

また、第二の撮像手段は、図示例のモノクロラインCCDカメラ22に限定されず、カラーラインCCDカメラであってもよい。
また、光軸の角度によっては、第二の撮像手段を省略し、カラーラインCCDカメラ12(第一の撮像手段)のみの構成としてもよい。
また、ラインCCDカメラに限定はされず、イメージCCDカメラであってもよい。
Further, the second imaging means is not limited to the monochrome line CCD camera 22 in the illustrated example, and may be a color line CCD camera.
Further, depending on the angle of the optical axis, the second imaging unit may be omitted and only the color line CCD camera 12 (first imaging unit) may be configured.
The line CCD camera is not limited, and an image CCD camera may be used.

また、モールド100の長さがカラーラインCCDカメラ12、モノクロラインCCDカメラ22それぞれの撮像範囲内に収まっている場合は、上述の移動手段を省略してもいい。
また、ライン状照明装置10、カラーラインCCDカメラ12、ライン状照明装置20およびモノクロラインCCDカメラ22をモールド100の長手方向に複数台並べて一度に外周全面を撮像する構成としてもよい。
Further, when the length of the mold 100 is within the imaging range of each of the color line CCD camera 12 and the monochrome line CCD camera 22, the above moving means may be omitted.
Alternatively, a plurality of line illumination devices 10, color line CCD cameras 12, line illumination devices 20, and monochrome line CCD cameras 22 may be arranged in the longitudinal direction of the mold 100 to image the entire outer periphery at once.

また、検査対象のモールド100が不良品であると判定する方法も、上述の方法に限定されない。例えば、上述のようにNG画素領域の割合で判定するのではなく、正常部と比較して階調差が大きい領域はサイズが小さくても一つの欠陥とカウントし、階調差が小さくても領域が大きい場合も欠陥とカウントし、そのカウントされた欠陥の総数により、良否を判定するようにしてもよい。   Further, a method for determining that the mold 100 to be inspected is a defective product is not limited to the above-described method. For example, instead of determining based on the ratio of the NG pixel area as described above, an area having a large gradation difference compared to the normal part is counted as one defect even if the size is small, and even if the gradation difference is small. Even when the area is large, the defect may be counted, and the quality may be determined based on the total number of defects counted.

また、画像処理装置30においては、画像信号を256階調の画像信号として処理しているが、画像信号から正常部と異常部を判別できればよいため、画像信号は、512階調であってもよく、1024階調であってもよく、アナログ信号であってもよい。
また、第一の判定部は、第一の撮像手段が光検出器である場合、光検出器にて測定された反射スペクトルから良品、不良品を判定するものであってもよい。
また、反射スペクトルは可視波長(例えば380nm〜780nm)の範囲で一定間隔(例えば1nmおき)に測定したものでもよく、可視波長を越える範囲で測定したものもよく、また局所的な範囲の波長(例えば700nm近傍)にて測定したものでもよく、複数の局所的な範囲の波長(例えば400nm近傍と700nm近傍)にて測定した組み合わせのものでもよい。
Further, in the image processing apparatus 30, the image signal is processed as an image signal having 256 gradations, but it is sufficient that the normal part and the abnormal part can be discriminated from the image signal. Alternatively, it may be 1024 gradations or an analog signal.
In addition, when the first imaging unit is a photodetector, the first determination unit may determine a non-defective product or a defective product from a reflection spectrum measured by the photodetector.
Further, the reflection spectrum may be measured at a constant interval (for example, every 1 nm) in a visible wavelength range (for example, 380 nm to 780 nm), may be measured in a range exceeding the visible wavelength, or may be a wavelength in a local range ( For example, it may be measured at 700 nm or a combination measured at a plurality of wavelengths in a local range (for example, near 400 nm and 700 nm).

<陽極酸化アルミナの検査方法>
図1に示す検査装置を用いた陽極酸化アルミナの検査方法について説明する。
<Inspection method for anodized alumina>
An inspection method for anodized alumina using the inspection apparatus shown in FIG. 1 will be described.

まず、陽極酸化アルミナの細孔の深さおよび細孔間のピッチがそれぞれ200nmおよび100nmとなるような条件にてロール状のアルミニウム基材の表面の陽極酸化を行い、モールド100を得る。   First, a mold 100 is obtained by anodizing the surface of a roll-shaped aluminum substrate under conditions such that the pore depth of the anodized alumina and the pitch between the pores are 200 nm and 100 nm, respectively.

モールド100を回転手段に取り付け、回転するロール状のモールド100の陽極酸化アルミナの表面に、ライン状照明装置10から光を照射し、陽極酸化アルミナからの反射光をカラーラインCCDカメラ12にて撮像する。   The mold 100 is attached to a rotating means, and the surface of the anodized alumina of the rotating roll-shaped mold 100 is irradiated with light from the line illumination device 10, and the reflected light from the anodized alumina is imaged by the color line CCD camera 12. To do.

また、回転するロール状のモールド100の陽極酸化アルミナの表面に、ライン状照明装置20から光を照射し、陽極酸化アルミナからの反射光をモノクロラインCCDカメラ22にて撮像する。   Further, the surface of the anodized alumina of the rotating roll-shaped mold 100 is irradiated with light from the line illumination device 20, and the reflected light from the anodized alumina is imaged by the monochrome line CCD camera 22.

必要に応じてライン状照明装置10、カラーラインCCDカメラ12、ライン状照明装置20およびモノクロラインCCDカメラ22を、モールド100の長手方向に沿って平行移動させ、陽極酸化アルミナの外周全面を撮像する。   If necessary, the line illumination device 10, the color line CCD camera 12, the line illumination device 20, and the monochrome line CCD camera 22 are translated along the longitudinal direction of the mold 100 to image the entire outer surface of the anodized alumina. .

カラーラインCCDカメラ12から出力された、モールド100の陽極酸化アルミナの外周全面分の画像について、画像処理装置30において、画素ごとにRGBの画像信号を必要に応じてHSL表色系に変換し、256階調で表される色(色相(H))のデジタル情報を得る。さらに、モノクロラインCCDカメラ22から出力された、モールド100の陽極酸化アルミナの外周全面分の画像について、画像処理装置30において、画素ごとにモノクロの画像信号を256階調のデジタル情報として得る。   For the image of the entire outer periphery of the anodized alumina of the mold 100 output from the color line CCD camera 12, the image processing device 30 converts RGB image signals into HSL color system for each pixel as necessary, Digital information of a color (hue (H)) represented by 256 gradations is obtained. Further, with respect to the image of the entire surface of the outer periphery of the anodized alumina of the mold 100 output from the monochrome line CCD camera 22, the image processing apparatus 30 obtains a monochrome image signal for each pixel as digital information of 256 gradations.

画像処理装置30にて、カラーラインCCDカメラ12とモノクロラインCCDカメラ22のそれぞれから得た画像信号において、階調があらかじめ設定された範囲外にあるNG画素を抽出し、所定の領域(例えば2000×4000ピクセル)におけるNG画素の割合が、所定の割合(例えば5%)を超えた場合等において、検査対象のモールド100が不良品であると判定する。   The image processing apparatus 30 extracts NG pixels whose gradation is out of a preset range from the image signals obtained from the color line CCD camera 12 and the monochrome line CCD camera 22, respectively. When the ratio of NG pixels in (× 4000 pixels) exceeds a predetermined ratio (for example, 5%), it is determined that the mold 100 to be inspected is a defective product.

上述の方法では、モールド100の外周全面分の画像を一度に処理しているが、画像が大きくて処理に負荷がかかる場合は、複数の小領域に分けて処理する方法でもよい。   In the above-described method, the image of the entire outer periphery of the mold 100 is processed at once. However, when the image is large and processing is burdened, a method of processing in a plurality of small regions may be used.

(作用効果)
以上説明した陽極酸化アルミナの検査装置および検査方法にあっては、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状(細孔の深さや内径、細孔間のピッチ等)、陽極酸化アルミナの厚さ等に応じて、陽極酸化アルミナで反射する光の色が変化することを利用して、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造が設計どおりに形成されているかを見積もることができる。また、陽極酸化アルミナの傷、異物等の欠陥も合わせて検出できる。そのため、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さと、陽極酸化アルミナの表面の欠陥とを簡易に検査できる。
(Function and effect)
In the inspection apparatus and inspection method for anodized alumina described above, the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina (the depth and inner diameter of the pores, the pitch between the pores, etc.), the thickness of the anodized alumina, etc. Accordingly, it is possible to estimate whether the fine concavo-convex structure of the anodized alumina is formed as designed by utilizing the change in the color of the light reflected by the anodized alumina. Further, defects such as scratches and foreign matter on the anodized alumina can also be detected. Therefore, the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina, the thickness of the anodized alumina, and the surface defects of the anodized alumina can be easily inspected.

また、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状(細孔の深さや内径、細孔間のピッチ等)、陽極酸化アルミナの厚さ等の異常と、陽極酸化アルミナの傷、異物等の欠陥から、陽極酸化アルミナに異常が発生した工程や原因を早期に究明できる。また、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さの検査と、陽極酸化アルミナの傷、異物等の欠陥の検査とを別々に行う場合と比較して、陽極酸化アルミナを表面に有する部材(モールド)の載せかえる工数を軽減できるため、検査時間を短縮でき、載せかえによる傷、異物付着のリスクを軽減できる。   In addition, from the abnormalities such as the shape of fine concavo-convex structure of anodized alumina (pore depth and inner diameter, pitch between pores, etc.), the thickness of anodized alumina, and the defects of anodized alumina, foreign matter, The process and cause of the abnormality in the anodized alumina can be investigated early. In addition, the surface of the anodized alumina is compared to the case where the inspection of the shape of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina and the thickness of the anodized alumina and the inspection of defects such as scratches and foreign materials on the anodized alumina are performed separately. Since the man-hour for replacing the member (mold) can be reduced, the inspection time can be shortened, and the risk of flaws and foreign matter adhesion due to the replacement can be reduced.

<陽極酸化アルミナを表面に有する部材の製造方法>
本発明の、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の製造方法は、アルミニウム基材の表面を陽極酸化することによって、陽極酸化アルミナを表面に有する部材を得る工程(陽極酸化工程)と、本発明の陽極酸化アルミナの検査方法によって、前記陽極酸化アルミナを検査する工程(検査工程)と、必要に応じて陽極酸化アルミナを修復する工程(修復工程)とを有する。
以下、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の一例である、陽極酸化アルミナを表面に有するモールドの製造方法について説明する。
<Method for producing member having anodized alumina on its surface>
The method for producing a member having an anodized alumina on the surface thereof according to the present invention includes a step of anodizing the surface of an aluminum substrate to obtain a member having an anodized alumina on the surface (anodizing step), According to the anodized alumina inspection method, the method includes a step of inspecting the anodized alumina (inspection step) and a step of repairing the anodized alumina as necessary (repair step).
Hereinafter, a method for producing a mold having an anodized alumina on the surface, which is an example of a member having an anodized alumina on the surface, will be described.

(陽極酸化工程)
陽極酸化工程は、下記の工程(a)〜(f)を順に行う工程であることが好ましい。
第1の酸化皮膜形成工程(a):
鏡面化されたアルミニウム基材の表面を電解液中、定電圧下で陽極酸化して、表面に酸化皮膜を形成する(以下、工程(a)とも記す。)。
酸化皮膜除去工程(b):
酸化皮膜を除去し、陽極酸化の細孔発生点をアルミニウム基材の表面に形成する(以下、工程(b)とも記す。)。
第2の酸化皮膜形成工程(c):
細孔発生点が形成されたアルミニウム基材の表面を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化して、細孔発生点に対応した細孔を有する酸化皮膜を表面に形成する(以下、工程(c)とも記す。)。
孔径拡大処理工程(d):
細孔の径を拡大させる(以下、工程(d)とも記す。)。
酸化皮膜成長工程(e):
細孔の径が拡大された酸化皮膜を有するアルミニウム基材の表面を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化する(以下、工程(e)とも記す。)。
繰り返し工程(f):
必要に応じて、孔径拡大処理工程(d)と酸化皮膜成長工程(e)とを繰り返し行う(以下、工程(f)とも記す。)。
(Anodizing process)
The anodizing step is preferably a step in which the following steps (a) to (f) are sequentially performed.
First oxide film forming step (a):
The surface of the mirror-finished aluminum substrate is anodized in an electrolytic solution under a constant voltage to form an oxide film on the surface (hereinafter also referred to as step (a)).
Oxide film removal step (b):
The oxide film is removed, and pore generation points for anodic oxidation are formed on the surface of the aluminum base (hereinafter also referred to as step (b)).
Second oxide film forming step (c):
The surface of the aluminum base material on which the pore generation point is formed is anodized again under a constant voltage in the electrolytic solution, and an oxide film having pores corresponding to the pore generation point is formed on the surface (hereinafter, process) (Also referred to as (c)).
Hole diameter expansion processing step (d):
The diameter of the pores is enlarged (hereinafter also referred to as step (d)).
Oxide film growth step (e):
The surface of the aluminum substrate having the oxide film with the enlarged pore diameter is anodized again in the electrolytic solution under a constant voltage (hereinafter also referred to as step (e)).
Repeat step (f):
If necessary, the pore diameter expansion treatment step (d) and the oxide film growth step (e) are repeated (hereinafter also referred to as step (f)).

工程(a)〜(f)を有する方法によれば、鏡面化されたアルミニウム基材の表面に、開口部から深さ方向に徐々に径が縮小するテーパ形状の細孔が周期的に形成され、その結果、複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたモールドを得ることができる。   According to the method having the steps (a) to (f), tapered pores whose diameter gradually decreases in the depth direction from the opening are periodically formed on the surface of the mirror-finished aluminum base material. As a result, a mold in which anodized alumina having a plurality of pores is formed on the surface can be obtained.

工程(a)の前に、アルミニウム基材の表面の酸化皮膜を除去する前処理を行ってもよい。酸化皮膜を除去する方法としてはクロム酸/リン酸混合液に浸漬する方法等が挙げられる。
また、細孔の配列の規則性はやや低下するが、モールドの表面を転写した材料の用途によっては工程(a)を行わず、工程(c)から行ってもよい。
以下、工程(a)〜(f)を詳細に説明する。
Before the step (a), a pretreatment for removing the oxide film on the surface of the aluminum substrate may be performed. Examples of the method for removing the oxide film include a method of dipping in a chromic acid / phosphoric acid mixed solution.
Moreover, although the regularity of the arrangement of the pores is slightly lowered, the step (a) may be performed instead of the step (a) depending on the use of the material to which the mold surface is transferred.
Hereinafter, steps (a) to (f) will be described in detail.

工程(a):
第1の酸化皮膜形成工程(a)では、鏡面化されたアルミニウム基材の表面を電解液中、定電圧下で陽極酸化し、図2に示すように、アルミニウム基材40の表面に、細孔41を有する酸化皮膜42を形成する。
電解液としては、酸性電解液、アルカリ性電解液が挙げられ、酸性電解液が好ましい。
酸性電解液としては、シュウ酸、硫酸、これらの混合物等が挙げられる。
Step (a):
In the first oxide film forming step (a), the mirror-finished aluminum substrate surface is anodized in an electrolytic solution under a constant voltage, and as shown in FIG. An oxide film 42 having holes 41 is formed.
Examples of the electrolytic solution include an acidic electrolytic solution and an alkaline electrolytic solution, and an acidic electrolytic solution is preferable.
Examples of the acidic electrolyte include oxalic acid, sulfuric acid, and a mixture thereof.

シュウ酸を電解液として用いる場合、シュウ酸の濃度は、0.7M以下が好ましい。シュウ酸の濃度が0.7Mを超えると、陽極酸化時の電流値が高くなりすぎて酸化皮膜の表面が粗くなることがある。
また、陽極酸化時の電圧を30〜60Vとすることによって、ピッチが100nm程度の規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたモールドを得ることができる。陽極酸化時の電圧がこの範囲より高くても低くても規則性が低下する傾向にあり、ピッチが可視光の波長より大きくなることがある。
電解液の温度は、60℃以下が好ましく、45℃以下がより好ましい。電解液の温度が60℃を超えると、いわゆる「ヤケ」といわれる現象が起こる傾向にあり、細孔が壊れたり、表面が溶けて細孔の規則性が乱れたりすることがある。
When oxalic acid is used as the electrolytic solution, the concentration of oxalic acid is preferably 0.7 M or less. If the concentration of oxalic acid exceeds 0.7M, the current value during anodic oxidation becomes too high, and the surface of the oxide film may become rough.
Moreover, by setting the voltage at the time of anodization to 30 to 60 V, it is possible to obtain a mold in which anodized alumina having highly regular pores with a pitch of about 100 nm is formed on the surface. Regardless of whether the voltage during anodization is higher or lower than this range, the regularity tends to decrease, and the pitch may be larger than the wavelength of visible light.
The temperature of the electrolytic solution is preferably 60 ° C. or lower, and more preferably 45 ° C. or lower. When the temperature of the electrolytic solution exceeds 60 ° C., a phenomenon called “burning” tends to occur, and the pores may be broken or the surface may melt and the regularity of the pores may be disturbed.

硫酸を電解液として用いる場合、硫酸の濃度は0.7M以下が好ましい。硫酸の濃度が0.7Mを超えると、陽極酸化時の電流値が高くなりすぎて定電圧を維持できなくなることがある。
また、陽極酸化時の電圧を25〜30Vとすることによって、ピッチが63nm程度の規則性の高い細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたモールドを得ることができる。陽極酸化時の電圧がこの範囲より高くても低くても規則性が低下する傾向があり、ピッチが可視光の波長より大きくなることがある。
電解液の温度は、30℃以下が好ましく、20℃以下がより好ましい。電解液の温度が30℃を超えると、いわゆる「ヤケ」といわれる現象が起こる傾向にあり、細孔が壊れたり、表面が溶けて細孔の規則性が乱れたりすることがある。
When sulfuric acid is used as the electrolytic solution, the concentration of sulfuric acid is preferably 0.7 M or less. If the concentration of sulfuric acid exceeds 0.7M, the current value at the time of anodization may become too high to maintain a constant voltage.
Further, by setting the voltage during anodization to 25 to 30 V, it is possible to obtain a mold having anodized alumina formed on the surface with highly regular pores having a pitch of about 63 nm. Regardless of whether the voltage during anodization is higher or lower than this range, the regularity tends to decrease, and the pitch may be larger than the wavelength of visible light.
The temperature of the electrolytic solution is preferably 30 ° C. or less, and more preferably 20 ° C. or less. When the temperature of the electrolytic solution exceeds 30 ° C., a phenomenon called “burning” tends to occur, and the pores may be broken or the surface may melt and the regularity of the pores may be disturbed.

工程(a)では、陽極酸化を長時間施すことで形成される酸化皮膜が厚くなり、細孔の配列の規則性を向上させることができるが、その際、酸化皮膜の厚さを30μm以下とすることにより、結晶粒界によるマクロな凹凸がより抑制され、光学用途の物品の製造により適したモールドを得ることができる。酸化皮膜の厚さは、1〜10μmがより好ましく、1〜3μmがさらに好ましい。酸化皮膜の厚さは、電界放出形走査電子顕微鏡等で観察できる。   In the step (a), the oxide film formed by anodizing for a long time becomes thick, and the regularity of the arrangement of the pores can be improved. By doing so, the macro unevenness | corrugation by a crystal grain boundary is suppressed more, and the mold more suitable for manufacture of the articles | goods for optical uses can be obtained. As for the thickness of an oxide film, 1-10 micrometers is more preferable, and 1-3 micrometers is still more preferable. The thickness of the oxide film can be observed with a field emission scanning electron microscope or the like.

工程(b):
工程(a)の後、工程(a)により形成された酸化皮膜42を除去することにより、図2に示すように、除去された酸化皮膜42の底部(バリア層と呼ばれる)に対応する周期的な窪み、すなわち、細孔発生点43を形成する。
形成された酸化皮膜42を一旦除去し、陽極酸化の細孔発生点43を形成することで、最終的に形成される細孔の規則性を向上させることができる(例えば、益田、「応用物理」、2000年、第69巻、第5号、p.558参照。)。
Step (b):
After the step (a), the oxide film 42 formed in the step (a) is removed, so that the periodicity corresponding to the bottom (referred to as a barrier layer) of the removed oxide film 42 is obtained as shown in FIG. , That is, a pore generation point 43 is formed.
By removing the formed oxide film 42 once and forming the pore generation points 43 of anodic oxidation, the regularity of the finally formed pores can be improved (for example, Masuda, “Applied Physics”). ", 2000, 69, No. 5, p. 558.).

酸化皮膜42を除去する方法としては、アルミニウムを溶解せず、アルミナを選択的に溶解する溶液によって除去する方法が挙げられる。このような溶液としては、例えば、クロム酸/リン酸混合液等が挙げられる。   Examples of the method for removing the oxide film 42 include a method in which aluminum is not dissolved but a solution that selectively dissolves alumina is used. Examples of such a solution include a chromic acid / phosphoric acid mixed solution.

工程(c):
細孔発生点43が形成されたアルミニウム基材40を電解液中、定電圧下で再度陽極酸化し、再び酸化皮膜を形成する。
工程(c)では、工程(a)と同様の条件(電解液濃度、電解液温度、化成電圧等)下で陽極酸化すればよい。
これにより、図2に示すように、円柱状の細孔44が形成された酸化皮膜45を形成できる。工程(c)においても、陽極酸化を長時間施すほど、深い細孔を得ることができるが、例えば反射防止物品などの光学用の物品を製造するためのモールドを製造する場合には、ここでは0.01〜0.5μm程度の酸化皮膜を形成すればよく、工程(a)で形成するほどの厚さの酸化皮膜を形成する必要はない。
Step (c):
The aluminum substrate 40 in which the pore generation points 43 are formed is anodized again under a constant voltage in the electrolytic solution, and an oxide film is formed again.
In step (c), anodization may be performed under the same conditions (electrolyte concentration, electrolyte temperature, chemical conversion voltage, etc.) as in step (a).
Thereby, as shown in FIG. 2, the oxide film 45 in which the columnar pores 44 are formed can be formed. Even in the step (c), deeper pores can be obtained as the anodic oxidation is performed for a longer time. However, in the case of manufacturing a mold for manufacturing an optical article such as an antireflection article, here, An oxide film having a thickness of about 0.01 to 0.5 μm may be formed, and it is not necessary to form an oxide film having a thickness enough to be formed in the step (a).

工程(d):
工程(c)の後、工程(c)で形成された細孔44の径を拡大させる孔径拡大処理を行って、図2に示すように、細孔44の径を拡径する。
孔径拡大処理の具体的方法としては、アルミナを溶解する溶液に浸漬して、工程(c)で形成された細孔の径をエッチングにより拡大させる方法が挙げられる。このような溶液としては、例えば、5質量%程度のリン酸水溶液等が挙げられる。工程(d)の時間を長くするほど、細孔の径は大きくなる。
Step (d):
After the step (c), a pore diameter expansion process is performed to expand the diameter of the pores 44 formed in the step (c), and the diameter of the pores 44 is expanded as shown in FIG.
As a specific method of the pore diameter expansion treatment, a method of immersing in a solution dissolving alumina and expanding the diameter of the pores formed in the step (c) by etching can be mentioned. Examples of such a solution include a phosphoric acid aqueous solution of about 5% by mass. The longer the time of step (d), the larger the pore diameter.

工程(e):
図2に示すように、再度、陽極酸化すると、円柱状の細孔44の底部から下に延びる、直径の小さい円柱状の細孔44がさらに形成される。
陽極酸化は、工程(a)と同様な条件で行えばよい。陽極酸化の時間を長くするほど深い細孔を得ることができる。
Step (e):
As shown in FIG. 2, when anodized again, cylindrical pores 44 having a small diameter and extending downward from the bottom of the cylindrical pores 44 are further formed.
Anodization may be performed under the same conditions as in step (a). Deeper pores can be obtained as the anodic oxidation time is lengthened.

工程(f):
工程(d)と工程(e)を繰り返す、繰り返し工程(f)によって、図2に示すように、細孔44の形状を開口部から深さ方向に徐々に径が縮小するテーパ形状にでき、その結果、周期的な複数の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたモールド100を得ることができる。最後は工程(d)で終わることが好ましい。
Step (f):
By repeating the step (d) and the step (e) and repeating the step (f), as shown in FIG. 2, the shape of the pore 44 can be changed to a taper shape in which the diameter gradually decreases in the depth direction from the opening, As a result, it is possible to obtain a mold 100 in which anodized alumina having a plurality of periodic pores is formed on the surface. It is preferable that the last end is step (d).

工程(d)と工程(e)の条件、例えば、陽極酸化の時間および孔径拡大処理の時間を適宜設定することによって、様々な形状の細孔を形成することができる。よって、モールドから製造しようとする物品の用途等に応じて、これら条件を適宜設定すればよい。また、このモールドが反射防止膜等の反射防止物品を製造するものである場合には、このように条件を適宜設定することによって、細孔のピッチや深さを任意に変更できるため、最適な屈折率変化を設計することも可能となる。   By appropriately setting the conditions of the step (d) and the step (e), for example, the time for anodization and the time for the pore diameter expansion treatment, various shapes of pores can be formed. Therefore, these conditions may be set as appropriate according to the use of the article to be manufactured from the mold. In addition, when this mold is for manufacturing an antireflection article such as an antireflection film, the pitch and depth of the pores can be arbitrarily changed by appropriately setting the conditions as described above. It is also possible to design a refractive index change.

このようにして得られたモールドは、多数の周期的な細孔が形成された結果、表面に微細凹凸構造を有するものとなる。そして、この微細凹凸構造における細孔のピッチが可視光の波長以下、すなわち400nm以下であると、いわゆるモスアイ構造となる。
ピッチは、微細凹凸構造の凹部(細孔)の中心からこれに隣接する凹部(細孔)の中心までの距離である。
ピッチが400nmより大きいと可視光の散乱が起こるため、十分な反射防止機能は発現せず、反射防止膜等の反射防止物品の製造には適さない。
The mold thus obtained has a fine concavo-convex structure on the surface as a result of the formation of a large number of periodic pores. And when the pitch of the pores in this fine concavo-convex structure is not more than the wavelength of visible light, that is, not more than 400 nm, a so-called moth-eye structure is obtained.
The pitch is a distance from the center of the concave portion (pore) of the fine concavo-convex structure to the center of the concave portion (pore) adjacent thereto.
When the pitch is larger than 400 nm, visible light scattering occurs, so that a sufficient antireflection function is not exhibited, and it is not suitable for manufacturing an antireflection article such as an antireflection film.

モールドが反射防止膜等の反射防止物品を製造するものである場合には、細孔のピッチが可視光の波長以下であるとともに、細孔の深さは、50nm以上であることが好ましく、100nm以上であることがより好ましい。
深さは、微細凹凸構造の凹部(細孔)の開口部から最深部までの距離である。
細孔の深さが50nm以上であれば、モールドの表面の転写によって形成された光学用途の物品の表面、すなわち転写面の反射率が低下する。
When the mold is for producing an antireflection article such as an antireflection film, the pitch of the pores is not more than the wavelength of visible light, and the depth of the pores is preferably 50 nm or more, and 100 nm. More preferably.
The depth is a distance from the opening of the concave portion (pore) of the fine concavo-convex structure to the deepest portion.
If the depth of the pores is 50 nm or more, the reflectance of the surface of the article for optical use formed by the transfer of the mold surface, that is, the transfer surface is lowered.

また、モールドの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)は、1.0〜4.0が好ましく、1.3〜3.5が好ましく、1.8〜3.5がさらに好ましく、2.0〜3.0が最も好ましい。アスペクト比が1.0以上であれば、反射率が低い転写面を形成でき、その入射角依存性や波長依存性も十分に小さくなる。アスペクト比が4.0より大きいと転写面の機械的強度が低下する傾向がある。   The aspect ratio (depth / pitch) of the mold pores is preferably 1.0 to 4.0, preferably 1.3 to 3.5, more preferably 1.8 to 3.5. Most preferred is 0-3.0. When the aspect ratio is 1.0 or more, a transfer surface with low reflectance can be formed, and the incident angle dependency and wavelength dependency thereof are sufficiently reduced. If the aspect ratio is greater than 4.0, the mechanical strength of the transfer surface tends to decrease.

モールドの形状は、平板でもあってもよく、ロール状であってもよい。
モールドの微細凹凸構造が形成された表面は、離型が容易になるように、離型処理が施されていてもよい。離型処理の方法としては、例えば、シリコーン系ポリマーやフッ素ポリマーをコーティングする方法、フッ素化合物を蒸着する方法、フッ素系またはフッ素シリコーン系のシラン化合物をコーティングする方法等が挙げられる。
The shape of the mold may be a flat plate or a roll.
The surface on which the fine uneven structure of the mold is formed may be subjected to a release treatment so that the release is easy. Examples of the release treatment method include a method of coating a silicone-based polymer or a fluorine polymer, a method of depositing a fluorine compound, a method of coating a fluorine-based or fluorine-silicone-based silane compound, and the like.

(検査工程)
得られたモールドについて、図1に示した検査装置によって、陽極酸化アルミナからの反射光をカラーラインCCDカメラ12、モノクロラインCCDカメラ22にて撮像する。
(Inspection process)
With respect to the obtained mold, reflected light from anodized alumina is imaged by the color line CCD camera 12 and the monochrome line CCD camera 22 by the inspection apparatus shown in FIG.

カラーラインCCDカメラ12から出力された、モールド100の陽極酸化アルミナの画像について、画像処理装置30において、画素ごとにRGBの画像信号を必要に応じてHSL表色系に変換し、色(色相(H))の情報を得る。モノクロラインCCDカメラ22から出力された、モールド100の陽極酸化アルミナの画像について、画像処理装置30において、画素ごとに輝度情報を得る。
取得した色情報と輝度情報からモールド100の良否を判定し、良品であれば微細凹凸構造を表面に有する物品の製造工程等へとモールド100を進める。
For the anodized alumina image of the mold 100 output from the color line CCD camera 12, the image processing device 30 converts the RGB image signal for each pixel into the HSL color system as necessary, and the color (hue ( H)) information is obtained. With respect to the image of the anodized alumina of the mold 100 output from the monochrome line CCD camera 22, the image processing apparatus 30 obtains luminance information for each pixel.
The quality of the mold 100 is judged from the acquired color information and luminance information, and if it is a good product, the mold 100 is advanced to a manufacturing process of an article having a fine concavo-convex structure on the surface.

(修復工程)
不良品ではあるが、傷等の欠陥がなく、モールド全体の微細凹凸構造の異常(細孔の深さが全体的に深いまたは浅い、細孔のピッチが全体的に広いまたは狭い等)のみであれば、モールド100に対して前記工程(a)〜(f)のいずれかを再度実施し、陽極酸化アルミナを修復する。モールド全体ではなく部分的に微細凹凸構造が異常であったり、傷等の欠陥があったりして、前記工程(a)〜(f)のいずれかの実施だけでは修復できないような場合は、陽極酸化アルミナをアルミニウム基材の一部ごと除去し、前記工程(a)〜(f)を最初から実施してもよい。また、部分的な微細凹凸構造の異常であっても、その異常が異物付着によって細孔が埋まった欠陥である場合は、クリーニング等による異物除去を行うことによって微細凹凸構造の異常を修復してもよい。モールド100の修復後、再度検査を行い、モールド100が良品となるまで修復工程と検査工程を繰り返し実施する。
(Repair process)
Although it is a defective product, there are no defects such as scratches, and there is only an abnormality in the fine concavo-convex structure of the entire mold (pore depth is deep or shallow overall, pore pitch is generally wide or narrow, etc.) If there is, one of the steps (a) to (f) is performed again on the mold 100 to repair the anodized alumina. If the fine uneven structure is partially abnormal rather than the entire mold, or there is a defect such as a scratch, the anode cannot be repaired only by performing any one of the steps (a) to (f). The steps (a) to (f) may be carried out from the beginning by removing the alumina oxide together with a part of the aluminum substrate. In addition, even if there is an abnormality in the partial fine concavo-convex structure, if the abnormality is a defect in which the pores are filled with foreign matter, the fine concavo-convex structure is repaired by removing the foreign matter by cleaning or the like. Also good. After the mold 100 is repaired, the inspection is performed again, and the repair process and the inspection process are repeated until the mold 100 becomes a good product.

(作用効果)
以上説明した本発明の、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の製造方法にあっては、本発明の陽極酸化アルミナの検査方法によって、前記陽極酸化アルミナを検査する工程を有するため、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の形状や陽極酸化アルミナの厚さのムラが抑えられ、かつ陽極酸化アルミナの表面の欠陥が抑えられた、陽極酸化アルミナを表面に有する部材を安定して製造できる。
(Function and effect)
In the method for producing a member having an anodized alumina on the surface according to the present invention described above, the method for inspecting the anodized alumina by the anodized alumina inspecting method of the present invention includes the step of inspecting the anodized alumina. A member having an anodized alumina on the surface in which unevenness of the shape of the fine uneven structure and the thickness of the anodized alumina is suppressed and defects on the surface of the anodized alumina are suppressed can be stably manufactured.

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

(モールドa)
純度:99.99%のアルミニウムインゴットを外径:200mm、内径:155mm、長さ:350mmに切断した圧延痕のない円筒状のアルミニウム基材に、羽布研磨処理を施した後、これを過塩素酸/エタノール混合溶液中(体積比:1/4)で電解研磨し、鏡面化した。
(Mold a)
Purity: A 99.99% aluminum ingot was cut into an outer diameter: 200 mm, an inner diameter: 155 mm, and a length: 350 mm. Electropolishing was performed in a chloric acid / ethanol mixed solution (volume ratio: 1/4) to obtain a mirror surface.

工程(a):
該アルミニウム基材について、0.3Mシュウ酸水溶液中で、直流:40V、温度:16℃の条件で30分間陽極酸化を行った。
工程(b):
厚さ3μmの酸化皮膜が形成されたアルミニウム基材を、6質量%リン酸/1.8質量%クロム酸混合水溶液に浸漬して、酸化皮膜を除去した。
工程(c):
該アルミニウム基材について、0.3Mシュウ酸水溶液中で、直流:40V、温度:16℃の条件で30秒間陽極酸化を行った。この際、シュウ酸水溶液中の温度にムラが生じるように、シュウ酸水溶液の撹拌を止めた。
Step (a):
The aluminum substrate was anodized in a 0.3 M oxalic acid aqueous solution for 30 minutes under the conditions of DC: 40 V and temperature: 16 ° C.
Step (b):
The aluminum base material on which the oxide film having a thickness of 3 μm was formed was immersed in a 6% by mass phosphoric acid / 1.8% by mass chromic acid mixed aqueous solution to remove the oxide film.
Step (c):
The aluminum substrate was anodized in a 0.3 M oxalic acid aqueous solution for 30 seconds under the conditions of DC: 40 V and temperature: 16 ° C. At this time, stirring of the oxalic acid aqueous solution was stopped so that the temperature in the oxalic acid aqueous solution was uneven.

工程(d):
酸化皮膜が形成されたアルミニウム基材を、30℃の5質量%リン酸水溶液に8分間浸漬して、細孔径拡大処理を行った。
工程(e):
該アルミニウム基材について、0.3Mシュウ酸水溶液中で、直流:40V、温度:16℃の条件で30秒間陽極酸化を行った。この際、シュウ酸水溶液中の温度にムラが生じるように、シュウ酸水溶液の撹拌を止めた。
工程(f):
前記工程(d)および工程(e)を合計で4回繰り返し、最後に工程(d)を行って、設計上では平均ピッチ:100nm、深さ:200nmの略円錐形状の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたロール状のモールドaを得た。
Step (d):
The aluminum substrate on which the oxide film was formed was immersed in a 5% by mass phosphoric acid aqueous solution at 30 ° C. for 8 minutes to perform pore diameter expansion treatment.
Step (e):
The aluminum substrate was anodized in a 0.3 M oxalic acid aqueous solution for 30 seconds under the conditions of DC: 40 V and temperature: 16 ° C. At this time, stirring of the oxalic acid aqueous solution was stopped so that the temperature in the oxalic acid aqueous solution was uneven.
Step (f):
The step (d) and the step (e) are repeated four times in total, and finally the step (d) is performed, and anodization having substantially conical pores with an average pitch of 100 nm and a depth of 200 nm in terms of design. A roll-shaped mold a having alumina formed on the surface was obtained.

(モールドb)
前記工程(c)および工程(e)において、シュウ酸水溶液中の温度にムラが生じないように、シュウ酸水溶液の撹拌を実施した以外は、モールドaの製造と同様にして、平均ピッチ:100nm、深さ:200nmの略円錐形状の細孔を有する陽極酸化アルミナが表面に形成されたロール状のモールドbを得た。
(Mold b)
In the step (c) and the step (e), the average pitch: 100 nm was obtained in the same manner as in the production of the mold a, except that the oxalic acid aqueous solution was stirred so that the temperature in the oxalic acid aqueous solution was not uneven. A roll-shaped mold b having an anodized alumina having a substantially conical pore with a depth of 200 nm formed on the surface was obtained.

〔実験例1〕
図1に示す検査装置を用い、まずは、ライン状照明装置10(第一の照射手段)とカラーラインCCDカメラ12(第一の撮像手段)とによって、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の検査を実施した。
モールド100は、モールドaとした。
ライン状照明装置10としては、Panasonic社製の蛍光光源FL20SS・EX−N/18を40kHzにて用いた。
カラーラインCCDカメラ12としては、JAI社製のCV−L107CL−3CCDを用いた。
画像処理装置30としては、Matrox社製のMIL9を用いた。
[Experimental Example 1]
Using the inspection apparatus shown in FIG. 1, first, the fine concavo-convex structure of the anodized alumina is inspected by the line illumination device 10 (first irradiation means) and the color line CCD camera 12 (first imaging means). did.
The mold 100 was a mold a.
As the line illumination device 10, a fluorescent light source FL20SS · EX-N / 18 manufactured by Panasonic was used at 40 kHz.
As the color line CCD camera 12, a CV-L107CL-3CCD manufactured by JAI Co. was used.
As the image processing apparatus 30, MIL9 manufactured by Matrox was used.

撮像範囲にあるモールド100の陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対するカラーラインCCDカメラ12の光軸Lの角度θを、5°から85°の間で変えながら、カラーラインCCDカメラ12にてモールド100の表面を撮像した。
モールド100とカラーラインCCDカメラ12との距離は、約50cmとした。
ライン状照明装置10は、モールド100の表面の反射光がカラーラインCCDカメラ12に入るように配置した。
While changing the angle θ 1 of the optical axis L 1 of the color line CCD camera 12 with respect to the normal line N 1 of the surface (tangent plane) of the anodized alumina of the mold 100 in the imaging range, the color changes while changing between 5 ° and 85 °. The surface of the mold 100 was imaged with the line CCD camera 12.
The distance between the mold 100 and the color line CCD camera 12 was about 50 cm.
The line illumination device 10 was arranged so that the reflected light from the surface of the mold 100 entered the color line CCD camera 12.

図3は、光軸Lの角度θ=85°の条件にて、モールド100の表面の1周分を撮像した画像の一部分を切り出し、カラーをモノクロに変換した画像である。
陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の異常部101が、画像中央付近に黒く撮像されている。
FIG. 3 is an image obtained by cutting out a part of an image obtained by imaging one round of the surface of the mold 100 under the condition of the angle θ 1 = 85 ° of the optical axis L 1 and converting the color to monochrome.
The abnormal portion 101 of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina is imaged black near the center of the image.

光軸Lの角度θを5°〜85°の間にて10°おきに変化させて撮像した画像を画像処理装置30にてRGBの画像信号から色相(H)信号に変換した。図3の異常部101を含むライン102の各画素における正常部に対する色相差をプロットしたグラフを、図4〜12に示す。
なお、色相(H)は通常、0〜360°で表現するが、画像処理装置30内では0〜360°を0〜255の8bitデータで表現している。図4〜12の各グラフの縦軸は、正常部の色相(H)を基準とし、異常部との色相(H)との差分を取った値である。また、横軸は画素である。
It was converted images captured by changing the 10 ° intervals in between the angle theta 1 of the optical axis L 1 5 ° ~85 ° from the RGB image signal in the image processing apparatus 30 to the hue (H) signal. 4 to 12 are graphs in which the hue difference with respect to the normal portion in each pixel of the line 102 including the abnormal portion 101 in FIG. 3 is plotted.
The hue (H) is usually expressed by 0 to 360 °, but in the image processing apparatus 30, 0 to 360 ° is expressed by 8 bit data of 0 to 255. The vertical axis of each graph in FIGS. 4 to 12 is a value obtained by taking the difference from the hue (H) of the abnormal part with the hue (H) of the normal part as a reference. The horizontal axis is a pixel.

例えば、閾値を色相差1.0以上とした場合、図4〜7の光軸Lの角度θ=5°〜35°では、異常部を検出できない。光軸Lの角度θ=45°から異常部を検出でき、光軸Lの角度θがさらに大きくなるにつれて、検出感度が高くなる。 For example, when the threshold is set to a hue difference of 1.0 or more, an abnormal portion cannot be detected at an angle θ 1 = 5 ° to 35 ° of the optical axis L 1 in FIGS. Can detect the angle theta 1 = abnormal portion from 45 ° of the optical axis L 1, as the angle theta 1 of the optical axis L 1 is further increased, the detection sensitivity is increased.

光軸Lの角度θを5°〜85°の間にて5°おきに変化させて撮像した画像を画像処理装置30にてRGBの画像信号から色相(H)信号に変換した。各画像にて正常部と異常部との色相差の最大値をプロットしたものを図13に示す。
光軸Lの角度θ=65°では45°のときよりも正常部と異常部の色相差が大きいため感度よく検出でき、光軸Lの角度θ=80°ではさらに検出感度が高くなり、光軸Lの角度θ=85°ではさらに感度よく検出できる。
Was converted images captured by changing the 5 ° intervals in between the angle theta 1 of the optical axis L 1 5 ° to 85 ° from the RGB image signal in the image processing apparatus 30 to the hue (H) signal. FIG. 13 shows a plot of the maximum value of the hue difference between the normal part and the abnormal part in each image.
Than in the optical axis L 1 angle theta of 1 = 65 ° in 45 ° it can be detected with high sensitivity for a large hue difference of the normal portion and an abnormal portion, an angle theta 1 = 80 further detection sensitivity in ° of the optical axis L 1 is It becomes higher and can be detected with higher sensitivity at an angle θ 1 = 85 ° of the optical axis L 1 .

実験例1の結果から、撮像範囲にあるモールド100の陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対するカラーラインCCDカメラ12の光軸Lの角度θは、45°以上が好ましく、65°以上がより好ましく、80°以上がさらに好ましく、85°以上が特に好ましいことがわかる。 From the results of Experimental Example 1, the angle θ 1 of the optical axis L 1 of the color line CCD camera 12 with respect to the normal line N 1 of the surface (tangent plane) of the anodized alumina of the mold 100 in the imaging range is preferably 45 ° or more. 65 ° or more is more preferable, 80 ° or more is further preferable, and 85 ° or more is particularly preferable.

〔実施例1〕
図1に示す検査装置を用い、上述の検査方法にてモールドの陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の検査と合わせて傷および異物の検査を実施した。
モールド100は、モールドaと同様の手順にて作製した。
ライン状照明装置10、カラーラインCCDカメラ12は、実験例1と同じである。
ライン状照明装置20としては、ヴイ・エス・テクノロジー社製のLB−LS300/10WHを用いた。
モノクロラインCCDカメラ22としては、エクセル社製のTI5150DCLを用いた。
[Example 1]
The inspection apparatus shown in FIG. 1 was used to inspect the scratches and foreign matter together with the inspection of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina of the mold by the above-described inspection method.
The mold 100 was produced in the same procedure as the mold a.
The line illumination device 10 and the color line CCD camera 12 are the same as in Experimental Example 1.
As the line illumination device 20, LB-LS300 / 10WH manufactured by VS Technology Co., Ltd. was used.
As the monochrome line CCD camera 22, TI5150DCL manufactured by Excel was used.

第一の撮像手段であるカラーラインCCDカメラ12は、撮像範囲にあるモールド100の陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対して、カラーラインCCDカメラ12の光軸Lの角度θが80°となるように配置した。
モールド100とカラーラインCCDカメラ12との距離は、約50cmとした。
第一の照射手段であるライン状照明装置10は、モールド100の表面の反射光がカラーラインCCDカメラ12に入るように配置した。
The color line CCD camera 12 serving as the first image pickup means has an optical axis L 1 of the color line CCD camera 12 with respect to the normal line N 1 of the surface (tangent plane) of the anodized alumina of the mold 100 in the image pickup range. It arrange | positioned so that angle (theta) 1 might be 80 degrees.
The distance between the mold 100 and the color line CCD camera 12 was about 50 cm.
The line illumination device 10 as the first irradiation means was arranged so that the reflected light from the surface of the mold 100 entered the color line CCD camera 12.

第二の撮像手段であるモノクロラインCCDカメラ22は、撮像範囲にあるモールド100の陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対して、モノクロラインCCDカメラ22の光軸Lの角度θが10°となるように配置した。
モールド100とモノクロラインCCDカメラ22との距離は、約50cmとした。
第二の照射手段であるライン状照明装置20は、撮像範囲にあるモールド100の陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対して、ライン状照明装置20の光軸Lの角度θが45°となるように配置した。
The monochrome line CCD camera 22 which is the second imaging means has an optical axis L 2 of the monochrome line CCD camera 22 with respect to the normal N 2 of the surface (tangent plane) of the anodized alumina of the mold 100 in the imaging range. It arrange | positioned so that angle (theta) 2 might be 10 degrees.
The distance between the mold 100 and the monochrome line CCD camera 22 was about 50 cm.
The second irradiation means linear illumination device 20 is, with respect to the normal line N 3 of the surface (tangent plane) of the anodized alumina mold 100 in the imaging range, the linear illumination device 20 of the optical axis L 3 It arrange | positioned so that angle (theta) 3 might be 45 degrees.

実施例1において、モールド100の長さは第一および第二の撮像手段の撮像範囲に収まっているため、第一の撮像手段、第一の照射手段、第二の撮像手段および第二の照射手段を平行移動させる移動手段は省略した。   In Example 1, since the length of the mold 100 is within the imaging range of the first and second imaging units, the first imaging unit, the first irradiation unit, the second imaging unit, and the second irradiation unit. The moving means for translating the means is omitted.

図14は第一の照射手段と第一の撮像手段とを用いて、モールド100の表面の1周分を撮像した画像の一部分を切り出し、カラーをモノクロに変換した画像である。
陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の異常部210が、画像上部中央に正常部よりも白く撮像されている。
FIG. 14 shows an image obtained by cutting out a part of an image obtained by imaging the entire surface of the mold 100 using the first irradiation unit and the first imaging unit, and converting the color into monochrome.
The anomalous part 210 of the fine concavo-convex structure of anodized alumina is imaged whiter than the normal part at the upper center of the image.

図15は第二の照射手段と第二の撮像手段とを用いて、モールド100の表面の1周分を撮像したモノクロ画像の一部分を切り出したものであり、切り出した位置は図14と同じである。
モールド100の表面の欠陥211、212、213が白い輝点として撮像されている。
FIG. 15 shows a part of a monochrome image obtained by imaging one turn of the surface of the mold 100 using the second irradiation unit and the second imaging unit, and the cut-out position is the same as FIG. is there.
The defects 211, 212, and 213 on the surface of the mold 100 are imaged as white bright spots.

欠陥211、213は線状であるため、傷欠陥であることが画像から判断できる。
陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の異常部210は、単体で存在していた場合、陽極酸化工程の際に発生したと考えられる。
また、欠陥212は、単体で存在していた場合、陽極酸化工程以外で傷または異物が付くことによって発生したと考えられる。
Since the defects 211 and 213 are linear, it can be determined from the image that they are scratch defects.
If the abnormal portion 210 of the fine concavo-convex structure of anodized alumina exists alone, it is considered that the abnormal portion 210 occurred during the anodizing step.
In addition, when the defect 212 exists alone, it is considered that the defect 212 is generated by scratches or foreign matters other than the anodizing step.

ここで、欠陥212は、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の異常部210のほぼ中央に位置しており、欠陥212を中心に油脂等の液状物が広がって細孔が埋まり、陽極酸化アルミナの微細凹凸構造の異常部210が引き起こされたと推定するのが妥当と思われる。
よって、欠陥212は、陽極酸化工程ではなく、後工程で異物が付着したために発生したものであり、後工程のクリーン化が重要であるとフィードバックすることができた。
ちなみに、欠陥212を拡大観察した所、異物の付着が視認できた。
Here, the defect 212 is located almost at the center of the abnormal portion 210 of the fine concavo-convex structure of the anodized alumina, and a liquid material such as fat spreads around the defect 212 to fill the pores, so that the fineness of the anodized alumina is fine. It seems reasonable to assume that the abnormal part 210 of the uneven structure was caused.
Therefore, the defect 212 was generated not because of the adhering foreign substances in the post process but in the anodization process, and it was possible to feed back that the clean process in the post process was important.
Incidentally, when the defect 212 was enlarged and observed, the adhesion of foreign matters could be visually recognized.

本発明の陽極酸化アルミナの検査装置および検査方法は、アルミニム基材の表面を陽極酸化することによってピッチが可視光の波長以下である微細凹凸構造を有する陽極酸化アルミナを形成する、モールドの製造に有用である。   An inspection apparatus and an inspection method for an anodized alumina according to the present invention are used to manufacture a mold for forming an anodized alumina having a fine concavo-convex structure whose pitch is equal to or less than the wavelength of visible light by anodizing the surface of an aluminum substrate. Useful.

10 ライン状照明装置(第一の照射手段)
12 カラーラインCCDカメラ(第一の撮像手段)
20 ライン状照明装置(第二の照射手段)
22 モノクロラインCCDカメラ(第二の撮像手段)
30 画像処理装置(画像処理手段)
40 アルミニウム基材
45 酸化皮膜(陽極酸化アルミナ)
100 モールド(部材)
10 Line illumination device (first irradiation means)
12 Color line CCD camera (first imaging means)
20 Line illumination device (second irradiation means)
22 Monochrome line CCD camera (second imaging means)
30 Image processing device (image processing means)
40 Aluminum base 45 Oxide film (anodized alumina)
100 Mold (member)

Claims (13)

陽極酸化アルミナに光を照射する照射手段と、
照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する撮像手段と、
撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報および輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する画像処理手段と
を有する、陽極酸化アルミナの検査装置。
An irradiation means for irradiating light to the anodized alumina;
Imaging means for imaging light emitted from the irradiation means and reflected by the anodized alumina;
An anodized alumina inspection apparatus comprising: image processing means for determining the quality of an anodized alumina based on color information and luminance information obtained from an image captured by an imaging means.
前記照射手段として、第一の照射手段と、第二の照射手段とを有し、
前記撮像手段として、第一の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する第一の撮像手段と、第二の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像する第二の撮像手段とを有し、
画像処理手段が、第一の撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する第一の判定部と、第二の撮像手段によって撮像された画像から得られた輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する第二の判定部とを有する、請求項1に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
As said irradiation means, it has a first irradiation means and a second irradiation means,
As the imaging means, a first imaging means for imaging the light irradiated from the first irradiation means and reflected by the anodized alumina, and an image of the light irradiated from the second irradiation means and reflected by the anodized alumina. A second imaging means,
The image processing means is picked up by the first image pickup means and the first image pickup means based on the color information obtained from the image picked up by the first image pickup means and the second image pickup means. 2. The anodized alumina inspection apparatus according to claim 1, further comprising: a second determination unit configured to determine whether the state of the anodized alumina is good based on luminance information obtained from the obtained image.
前記第一の撮像手段が、陽極酸化アルミナの表面の法線に対して、第一の撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように配置された、請求項2に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。   The said 1st imaging means is arrange | positioned so that the angle of the optical axis of a 1st imaging means may be 45-89.9 degrees with respect to the normal line of the surface of anodized alumina. Anodized alumina inspection equipment. 前記第二の撮像手段が、陽極酸化アルミナの表面の法線に対して、第二の撮像手段の光軸の角度が0〜70°となるように配置された、請求項2または3に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。   The said 2nd imaging means is arrange | positioned so that the angle of the optical axis of a 2nd imaging means may be 0-70 degrees with respect to the normal line of the surface of anodized alumina. Anodized alumina inspection equipment. 前記第一の撮像手段が、前記色情報としてRGBの画像信号を出力するものであり、
前記第一の判定部が、RGBの画像信号に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定するものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
The first imaging means outputs an RGB image signal as the color information;
5. The anodized alumina inspection apparatus according to claim 1, wherein the first determination unit determines whether the state of the anodized alumina is good based on RGB image signals.
前記第一の撮像手段が、前記色情報としてRGBの画像信号を出力するものであり、
前記画像処理手段が、RGBの画像信号をHSL表色系の情報に変換する変換部を有し、
前記第一の判定部が、HSL表色系の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定するものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
The first imaging means outputs an RGB image signal as the color information;
The image processing means includes a conversion unit that converts RGB image signals into HSL color system information,
The anodized alumina inspection according to any one of claims 1 to 4, wherein the first determination unit is configured to determine the quality of the anodized alumina state based on information of the HSL color system. apparatus.
陽極酸化アルミナに照射手段から光を照射し、
照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を撮像手段にて撮像し、
撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報および輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する、陽極酸化アルミナの検査方法。
Irradiate light to the anodized alumina from the irradiation means,
The light irradiated from the irradiation means and reflected by the anodized alumina is imaged by the imaging means,
An anodized alumina inspection method for determining whether or not the state of an anodized alumina is good based on color information and luminance information obtained from an image captured by an imaging unit.
陽極酸化アルミナに第一の照射手段から光を照射し、
第一の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を第一の撮像手段にて撮像し、
第一の撮像手段によって撮像された画像から得られた色情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定し、
陽極酸化アルミナに第二の照射手段から光を照射し、
第二の照射手段から照射され、陽極酸化アルミナで反射した光を第二の撮像手段にて撮像し、
第二の撮像手段によって撮像された画像から得られた輝度情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する、請求項7に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
Irradiate light from the first irradiation means to the anodized alumina,
The first imaging means images the light irradiated from the first irradiation means and reflected by the anodized alumina,
Based on the color information obtained from the image picked up by the first image pickup means, determine the quality of the anodized alumina state,
Irradiate light from the second irradiation means to the anodized alumina,
The second imaging means images the light irradiated from the second irradiation means and reflected by the anodized alumina,
The anodized alumina inspection method according to claim 7, wherein the quality of the state of the anodized alumina is determined based on luminance information obtained from an image captured by the second imaging unit.
前記第一の撮像手段が、陽極酸化アルミナの表面の法線に対して、第一の撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように配置された、請求項8に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。   The first imaging unit is disposed so that an angle of an optical axis of the first imaging unit is 45 to 89.9 ° with respect to a normal line of the surface of the anodized alumina. Inspection method for anodized alumina. 前記第二の撮像手段が、陽極酸化アルミナの表面の法線に対して、第二の撮像手段の光軸の角度が0〜70°となるように配置された、請求項8または9に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。   The second image pickup unit is arranged so that an angle of an optical axis of the second image pickup unit is 0 to 70 ° with respect to a normal line of the surface of the anodized alumina. Inspection method for anodized alumina. 前記第一の撮像手段によって撮像された画像から色情報としてRGBの画像信号を得て、
該RGBの画像信号に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する、請求項7〜10のいずれか一項に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
Obtaining an RGB image signal as color information from the image captured by the first imaging means,
The anodized alumina inspection method according to any one of claims 7 to 10, wherein the quality of the state of the anodized alumina is determined based on the RGB image signals.
前記第一の撮像手段によって撮像された画像から色情報としてRGBの画像信号を得て、
該RGBの画像信号をHSL表色系の情報に変換し、
該HSL表色系の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの状態の良否を判定する、請求項7〜10のいずれか一項に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
Obtaining an RGB image signal as color information from the image captured by the first imaging means,
Converting the RGB image signal into HSL color system information;
The method for inspecting anodized alumina according to any one of claims 7 to 10, wherein the quality of the state of the anodized alumina is determined based on information on the HSL color system.
アルミニウム基材の表面を陽極酸化することによって、陽極酸化アルミナを表面に有する部材を得る工程と、
請求項7〜12のいずれか一項に記載の陽極酸化アルミナの検査方法によって、前記陽極酸化アルミナを検査する工程と
を有する、陽極酸化アルミナを表面に有する部材の製造方法。
A step of anodizing the surface of the aluminum substrate to obtain a member having anodized alumina on the surface;
A method for producing a member having an anodized alumina on a surface thereof, comprising: a step of inspecting the anodized alumina by the anodized alumina inspecting method according to any one of claims 7 to 12.
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