JP5049405B2 - 陽極酸化アルミナの製造方法、検査装置および検査方法 - Google Patents

陽極酸化アルミナの製造方法、検査装置および検査方法 Download PDF

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Description

本発明は、アルミニウム基材の表面に形成された、2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナ(多孔質の酸化皮膜)の製造方法、検査方法および検査装置に関する。
本願は2010年3月25日に日本に出願された特願2010−070279号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
可視光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。
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、および経済性の点から、(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。
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、および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2個以上の細孔からなる微細凹凸構造を有する。
前記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、細孔の深さや細孔間のピッチに多少のムラが生じることがある。陽極酸化アルミナの細孔の深さや細孔間のピッチ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細孔の深さや細孔間のピッチを簡易に検査できる方法がなかった。
特開2005−156695号公報
本発明は、陽極酸化アルミナの細孔の深さや細孔間のピッチを簡易に検査でき、細孔の形状が安定した陽極酸化アルミナを製造する方法を提供する。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意検討した結果、陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)に応じて、陽極酸化アルミナからの反射光の色が変化することを見出し、本発明に至った。
陽極酸化アルミナからの反射光の色は、しゃぼんだまに見られるような一般的な薄膜の干渉色だけではなく、陽極酸化アルミナの細孔の深さやピッチなどの構造の影響を反映したものである。
本発明の陽極酸化アルミナの検査装置は、2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを検査する装置であって、陽極酸化アルミナの表面に光を照射する照明手段と、陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から得られた色の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定する画像処理手段とを有することを特徴とする。
本発明の陽極酸化アルミナの検査方法は、2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを検査する方法であって、陽極酸化アルミナの表面に照明手段から光を照射し、陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像し、撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得し、前記色の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することを特徴とする。
すなわち、本発明は以下に関する。
(1)2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを製造する方法であって、陽極酸化アルミナ形成後に陽極酸化アルミナ表面に照明手段から光を照射すること、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および前記色の情報に基づいて、前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む陽極酸化アルミナの製造方法。
(2)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように撮像することを含む、(1)に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
(3)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が65〜89.9°となるように撮像することを含む、(1)に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
(4)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が80〜89.9°となるように撮像することを含む、(1)に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
(5)前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することが、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、および前記RGB信号の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、(1)に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
(6)前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することが、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、前記RGB信号をHSV表色系に変換すること、および前記HSV表色系の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、(1)に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
(7)前記陽極酸化アルミナ形成後に陽極酸化アルミナ表面に照明手段から光を照射することの前に、さらに、下記の工程(a)〜(e)を含む前記陽極酸化アルミナを形成する工程を有する、(1)に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
(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工程。
(b)前記酸化皮膜を除去し、陽極酸化の細孔発生点を前記アルミニウム基材の表面に形成する工程。
(c)前記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、前記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工程。
(d)前記細孔の径を拡大させる工程。
(e)前記工程(c)と工程(d)とを繰り返し行う工程。
(8)2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを検査する方法であって、前記陽極酸化アルミナの表面に照明手段から光を照射すること、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および前記色の情報に基づいて、前記陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することを含む、陽極酸化アルミナの検査方法。
(9)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように撮像することを含む、(8)に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
(10)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が65〜89.9°となるように撮像することを含む、(8)に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
(11)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が80〜89.9°となるように撮像することを含む、(8)に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
(12)前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することが、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、および前記RGB信号の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、(8)に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
(13)前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することが、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、前記RGB信号をHSV表色系に変換すること、および前記HSV表色系の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、(8)に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
(14)2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを検査する装置であって、前記陽極酸化アルミナの表面に光を照射する照明手段と、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像から得られた色の情報に基づいて、前記陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるか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。
(15)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段が、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように撮像する手段である、(14)に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
(16)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段が、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が65〜89.9°となるように撮像する手段である、(14)に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
(17)前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段が、前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が80〜89.9°となるように撮像する手段である、(14)に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
(18)前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定する画像処理手段が、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像する手段と、前記RGB信号の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査する手段とを含む、(14)に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
(19)前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定する画像処理手段が、前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像する手段と、前記RGB信号をHSV表色系に変換する手段と、前記HSV表色系の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査する手段とを含む、(14)に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
(20)ピッチが可視光の波長以下である2個以上の細孔からなる微細凹凸構造を表面に有する物品を製造する方法であって、微細凹凸構造形成後に前記物品の表面に照明手段から光を照射すること、前記物品の表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および前記色の情報に基づいて、前記微細凹凸構造の形状を検査することを含む微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法。
(21)ピッチが可視光の波長以下である2個以上の細孔からなる微細凹凸構造を表面に有する物品を検査する方法であって、前記物品の表面に照明手段から光を照射すること、前記物品の表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および前記色の情報に基づいて、前記微細凹凸構造の形状が所定の範囲内にあるかを判定することを含む、物品の検査方法。
本発明の陽極酸化アルミナの製造方法、検査装置および検査方法によれば、陽極酸化アルミナの細孔の深さや細孔間のピッチを簡易に検査でき、細孔の形状が安定した陽極酸化アルミナを製造することができる。
本発明の陽極酸化アルミナの検査装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の陽極酸化アルミナの検査装置の他の例を示す概略構成図である。 陽極酸化アルミナを表面に有するモールドの製造工程を示す断面図である。 本発明により撮像した陽極酸化アルミナ細孔異常部の画像である。 撮像角度5°〜35°間の10°おきの撮像画像の1ラインを抜き出したものである。 撮像角度45°〜85°間の10°おきの撮像画像の1ラインを抜き出したものである。 撮像角度5°〜85°間の5°おきの各撮像画像にて正常部と異常部の色相差をプロットしたものである。
(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概略構成図である。
検査装置は、2個以上の細孔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12を回転させる回転手段(図示略)と、モールド12にライン状に光を照射するライン状照明装置14(照明手段)と、モールド12の陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像するカラーラインCCDカメラ16(撮像手段)と、カラーラインCCDカメラ16からの画像信号を処理する画像処理装置18(画像処理手段)とを有する。
ライン状照明装置14は、モールド12への光の照射範囲の長手方向がモールド12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14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、およびLED照明等が挙げられる。
また、照明はライン状照明装置に関わらず、面状照明装置、またはスポット状照明装置でもよい。
カラーラインCCDカメラ16は、2個以上のカラー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14から照射され、モールド12の陽極酸化アルミナの表面にて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。
カラーラインCCDカメラ16は、撮像範囲の長手方向がモールド12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16は、撮像範囲にあるモールド12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16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。前記角度θが45°以上であれば、陽極酸化アルミナの細孔アスペクト比(深さ/ピッチ)に対応した、陽極酸化アルミナの表面の反射光の色が明確に現れる。角度θが65°以上であれば、45°の時よりもノイズの影響を受けにくくなり、角度θが80°以上であればさらに好ましく、角度θが85°以上であればより好ましい。角度θが89.9°を超えると、撮像が困難になる。
前記角度θは45°〜89.9°が好ましく、65°〜89.9°がより好ましく、80°〜89.9°がさらに好ましく、85°〜89.9°が特に好ましい。
画像処理装置18は、カラーラインCCDカメラ16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細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)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、RGBの画像信号をHSV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細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することも可能である。
前記アスペクト比(深さ/ピッチ)の所定の範囲とは、任意に設定することができ、0.5〜4.0が好ましく、1.0〜3.5がより好ましく、1.8〜3.5がさらに好ましく、2.0〜3.0が最も好ましい。
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12が不良品であると判定する。
例えば、RGBの画像信号にて判定する場合は、以下のように行う。
モールド12の陽極酸化アルミナの細孔の深さおよび細孔間のピッチを、それぞれ200nmおよび100nm(アスペクト比:2)と設計し、設計どおりの陽極酸化アルミナが形成された場合、前記陽極酸化アルミナの反射光の色を実測すると、R:190、G:160、B:120となる。よって、良品のモールド12における色の範囲は、例えばRGBのいずれか一つでも±10以内と設定する。
また、HSV表色系に判定する場合は、例えば、以下のように行う。
モールド12の陽極酸化アルミナの細孔の深さおよび細孔間のピッチを、それぞれ200nmおよび100nm(アスペクト比:2)と設計し、設計どおりの陽極酸化アルミナが形成された場合、前記陽極酸化アルミナの反射光の色相(H)を実測すると、薄い赤(H=24前後)となる。よって、良品のモールド12における色相(H)の階調の範囲は、例えば14〜34と設定する。
一方、モールド12の陽極酸化アルミナの細孔の深さおよび細孔間のピッチを、それぞれ100nmおよび100nm(アスペクト比:1)と設計し、設計どおりの陽極酸化アルミナが形成された場合、前記陽極酸化アルミナの反射光の色相(H)を実測すると、薄い緑(H=51前後)となる。同様に、モールド12の陽極酸化アルミナの細孔の深さおよび細孔間のピッチを、それぞれ200nmおよび200nm(アスペクト比:1)と設計し、設計どおりの陽極酸化アルミナが形成された場合、前記陽極酸化アルミナの反射光の色相(H)を実測すると、薄い黄(H=38前後)となる。よって、設計どおりの陽極酸化アルミナが形成されていない部分に対応する画素の色相(H)の階調は、あらかじめ設定された階調の範囲(例えばH=14〜34)外となる。
なお、HSV変換および判定を行う手段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、また、HSV変換および判定を行う手段は少なくともメモリおよび中央演算装置(CPU)によって構成され、HSV変換換および判定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りその機能を実現させるものであってもよい。
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、および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、および液晶表示装置等のことをいう。
(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。
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(アスペクト比:2)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12を得る。
モールド12を回転手段に取り付け、回転するロール状のモールド12の陽極酸化アルミナの表面に、ライン状照明装置14から光を照射する。
陽極酸化アルミナの表面からの反射光をカラーラインCCDカメラ16にて撮像する。
カラーラインCCDカメラ16から出力された、モールド12の陽極酸化アルミナの表面の1周分の画像について、画像処理装置18において、画素ごとにRGBの画像信号を、必要に応じてHSV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。
画像処理装置18において、モールド12の陽極酸化アルミナの表面の1周分の画像から、色相(H)の階調があらかじめ設定された階調の範囲(例えばH=14〜34)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12が不良品であると判定する。
以上説明した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あっては、陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)に応じて、陽極酸化アルミナの表面の反射光の色が変化することを利用して、陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比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ため、例えば、電子顕微鏡を用いた陽極酸化アルミナの断面観察による細孔の深さや細孔間のピッチの測定方法に比べ、陽極酸化アルミナの細孔の深さや細孔間のピッチが設計どおりに形成されているかを簡易に検査できる。
なお、本発明の陽極酸化アルミナの検査装置は、陽極酸化アルミナの表面に光を照射する照明手段と、陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段と、撮像手段により撮像された画像から得られた色の情報に基づいて、陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるか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。
例えば、図2に示すように、移動手段20によって水平方向に移動する平板状のモールド12の検査を行う検査装置であってもよい。
また、検査対象のモールド12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。
また、撮像手段も上述ではカラーラインCCDカメラを用いているが、光検出器にて反射スペクトルを測定し、反射スペクトルから良品、および不良品を判定する検査装置であってもよい。
また、画像処理装置における画像信号の処理方法として、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良いため、512階調でも、1024階調でも、もしくはアナログ信号であってもよい。
(製造方法)
以下、アルミニウ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2個以上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について説明する。
モールドの製造方法としては、下記の工程を順に行う方法が好ましい。
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):
酸化皮膜の少なくとも一部を除去し、陽極酸化の細孔発生点を形成する(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。)。
繰り返し工程(e):
必要に応じて、第2の酸化皮膜形成工程(c)と孔径拡大処理工程(d)とを繰り返し行う(以下、工程(e)とも記す。)。
工程(a)〜(e)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、2個以上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。
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、各工程を詳細に説明する。
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3に示すように、アルミニウム基材30の表面に、細孔31を有する酸化皮膜32を形成する。
電解液としては、酸性電解液、および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、およびこれらの混合物等が挙げられる。
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とすることにより、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。
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とすることにより、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。
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。
工程(b):
工程(a)の後、工程(a)により形成された酸化皮膜32を除去することにより、図3に示すように、除去された酸化皮膜32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33を形成することができる。
形成された酸化皮膜32を一旦除去し、陽極酸化の細孔発生点33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。)。なお、細孔が高い規則性を有する必要がない場合、工程(b)において酸化被膜32を完全に除去しても良く、少なくとも一部を除去するようにしても構わない。
酸化皮膜32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。
工程(c):
細孔発生点33が形成されたアルミニウム基材30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、および化成電圧等)下で陽極酸化すればよい。
これにより、図3に示すように、円柱状の細孔34が形成された酸化皮膜35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。
工程(d):
工程(c)の後、工程(c)で形成された細孔34の径を拡大させる孔径拡大処理を行って、図3に示すように、細孔34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。
工程(e):
再度、工程(c)を行って、図3に示すように、細孔34の形状を径の異なる2段の円柱状とし、その後、再度、工程(d)を行う。このように工程(c)と工程(d)を繰り返す、繰り返し工程(e)により、図3に示すように、細孔34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2個以上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12を得ることができる。
工程(c)および工程(d)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り、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り、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。
こうして製造されたモールドは、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。
前記ピッチは、50nm以上400nm以下が好ましく、70nm以上300nm以下がより好ましく、80nm以上250nm以下がさらに好ましい。
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り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。
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がより好ましく、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。
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、およびフッ素系またはフッ素シリコーン系のシランカップリング剤をコーティングする方法等が挙げられる。
上記のようにして製造したモールドを、平板であれば図2に示した検査装置により、ロール状であれば図1に示した検査装置により、陽極酸化アルミナの表面からの反射光をカラーラインCCDカメラ16にて撮像する。
カラーラインCCDカメラ16から出力された、モールド12の陽極酸化アルミナ表面の画像について、画像処理装置18において、画素ごとにRGBの画像信号を、必要に応じてHSV表色系に変換し、色(色相(H))の情報を得る。
取得した色の情報からモールド12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12を進める。不良品であり、モールド全体に均一な欠陥、ナノホールの細孔の深さが全体的に深いまたは浅い欠陥、或いは、ナノホールの細孔のピッチが全体的に広いまたは狭いような欠陥であれば、モールド12に対して前記陽極酸化工程(a)〜(e)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、部分的にナノホールの形状が異常であり、前記陽極酸化工程(a)〜(e)のいずれかの実施だけでは修復できないような欠陥の場合は、陽極酸化アルミナ層をアルミニウム基材ごと除去し、前記陽極酸化工程(a)〜(e)を最初から実施しても良い。陽極酸化アルミナの再形成後、再度検査を行い、モールド12が良品となるまで陽極酸化工程と検査工程を繰り返し実施する。
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。
(モールドa)
直径:65mm、厚さ:2mmの円板状のアルミニウム基材(純度99.99%)を、算術平均粗さRaが20nm以下となる条件にて鏡面研磨した。
工程(a):
前記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):
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):
前記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。
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):
前記工程(c)および工程(d)を合計で5回繰り返し、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円板状のモールドaを得た。
(モールドb)
前記工程(c)における陽極酸化の時間を20秒に変更した以外は、モールドaの製造と同様にして、平均ピッチ:100nm、深さ:100nm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円板状のモールドbを得た。
(モールドc)
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。
工程(a):
前記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):
前記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(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):
前記工程(c)および工程(d)を合計で5回繰り返し、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cを得た。
(モールドd)
前記工程(c)における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c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dを得た。
〔参考例1〕
陽極酸化アルミナが形成された面が上側となるように、モールドaを卓上に設置し、約30cm離れた場所から、デジタルカメラ(キヤノン社製、IXY DIGITAL 55)にて陽極酸化アルミナの表面を撮影した。この際、モールドaの陽極酸化アルミナの表面(接平面)の法線Nに対して、デジタルカメラの光軸Lの角度θが約70°となるように撮影した。
撮影の結果、平均ピッチ:100nm、深さ:200nm(アスペクト比:2)の略円錐形状の細孔を有する陽極酸化アルミナの表面は、薄い赤色であることが確認された。
〔参考例2〕
モールドaをモールドbに変更した以外は、参考例1と同様にして陽極酸化アルミナの表面を撮影した。
撮影の結果、平均ピッチ:100nm、深さ:100nm(アスペクト比:1)の略円錐形状の細孔を有する陽極酸化アルミナの表面は、薄い緑色であることが確認された。
〔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検査を実施した。
モールド12は、モールドcとした。
ライン状照明装置14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16としては、JAI社製のCV−L107CL−3CCDを用いた。
画像処理装置18としては、Matrox社製のMIL9を用いた。
カラーラインCCDカメラ16は、撮像範囲にあるモールド12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16の光軸Lの角度θを5°から85°の間で条件を変えながら撮像した。
モールド12とカラーラインCCDカメラ16との距離は約50cmとした。
ライン状照明装置14は反射光がカラーラインCCDカメラ16に入るように配置した。
図4は光軸Lの角度θ=85°の条件にて、モールド12の陽極酸化アルミナの表面1周分を撮像した画像の一部分を切り出し、カラーからモノクロに変換した画像である。
陽極酸化アルミナの細孔異常部101が画像中央付近に黒く撮像されている。
光軸Lの角度θを5°〜85°間の10°おきにて撮像した画像を、画像処理装置18にてRGB信号から色相(H)信号に変換し、異常部を含む1ラインのデータを図5および図6に示した。
色相(H)は通常、0〜360°で表現するが、画像処理装置18内では0〜360°を0〜255の8bitデータで表現している。
1ラインのデータ位置は、図4の102で示す1ラインであり、他の光軸Lの角度θで撮像した画像においても同じ位置のデータである。
図5および図6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。
例えば検出閾値を色相差1.0以上とした場合、図5の光軸Lの角度θ=5°〜35°では、異常部が検出不可であり、図6の光軸Lの角度θ=45°から検出が可能となり、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。
撮像角度5°〜85°間の5°おきの各撮像画像にて正常部と異常部の色相差をプロットしたものを図7に示した。
光軸Lの角度θ=65°では45°の時よりも正常部と異常部の色相差が大きいため感度良く検出でき、光軸Lの角度θ=80°ではさらに検出感度が高くなり、図7の光軸Lの角度θ=85°ではさらに感度良く検出できる。
上述の実施例より、本発明を実施するための形態は、撮像範囲にあるモールド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カメラの光軸Lの角度θは45°以上から可能となるが、好ましくは65°以上であり、より好ましくは80°以上であり、さらに好ましくは85°以上である。
〔実施例2〕
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検査を実施した。
モールド12は、モールドdとした。
ライン状照明装置14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16としては、JAI社製のCV−L107CL−3CCDを用いた。
画像処理装置18としては、Matrox社製のMIL9を用いた。
カラーラインCCDカメラ16は、撮像範囲にあるモールド12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16の光軸Lの角度θは80°とした。
モールド12とカラーラインCCDカメラ16との距離は約50cmとした。
ライン状照明装置14は反射光がカラーラインCCDカメラ16に入るように配置した。
モールド12の陽極酸化アルミナの表面1周分を撮像した画像を画像処理装置18にてRGB信号から0〜255の8bitデータの色相(H)信号に変換した。
陽極酸化アルミナの表面1周分の色相信号を画像全体に渡って平均し、その平均値から1.0以上異なる画素を異常部としたが、モールド12において異常部は検出されなかった。
モールド12を用いて、微細凹凸構造を表面に有する透明フィルムを作製した所、ムラの無いフィルムを作ることができた。
また、参考として実施例2にて用いたモールドcにて同様に微細凹凸構造を表面に有する透明フィルムを作製した所、ムラの有るフィルムとなった。
上述の実施例より、本発明による陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査する工程により、陽極酸化アルミナの細孔の深さや細孔間のピッチを簡易に検査でき、細孔の形状が安定した陽極酸化アルミナを製造することができる。
本発明の陽極酸化アルミナの製造方法、検査方法および検査装置は、アルミニウム基材の表面を陽極酸化することによって、ピッチが可視光の波長以下である2個以上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の製造に有用である。
12 モールド
14 ライン状照明装置(照明手段)
16 カラーラインCCDカメラ(撮像手段)
18 画像処理装置(画像処理手段)
34 細孔
35 酸化皮膜(陽極酸化アルミナ)
101 陽極酸化アルミナの細孔異常部

Claims (21)

  1. 2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを製造する方法であって、
    陽極酸化アルミナ形成後に陽極酸化アルミナ表面に照明手段から光を照射すること、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、
    前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および
    前記色の情報に基づいて、前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む陽極酸化アルミナの製造方法。
  2. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように撮像することを含む、請求項1に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
  3. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が65〜89.9°となるように撮像することを含む、請求項1に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
  4. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が80〜89.9°となるように撮像することを含む、請求項1に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
  5. 前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することが、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、および
    前記RGB信号の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、請求項1に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
  6. 前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することが、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、
    前記RGB信号をHSV表色系に変換すること、および
    前記HSV表色系の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、請求項1に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
  7. 前記陽極酸化アルミナ形成後に陽極酸化アルミナ表面に照明手段から光を照射することの前に、さらに、下記の工程(a)〜(e)を含む前記陽極酸化アルミナを形成する工程を有する、請求項1に記載の陽極酸化アルミナの製造方法。
    (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工程。
    (b)前記酸化皮膜を除去し、陽極酸化の細孔発生点を前記アルミニウム基材の表面に形成する工程。
    (c)前記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、前記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工程。
    (d)前記細孔の径を拡大させる工程。
    (e)前記工程(c)と工程(d)とを繰り返し行う工程。
  8. 2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを検査する方法であって、
    前記陽極酸化アルミナの表面に照明手段から光を照射すること、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、
    前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および
    前記色の情報に基づいて、前記陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することを含む、陽極酸化アルミナの検査方法。
  9. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように撮像することを含む、請求項8に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
  10. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が65〜89.9°となるように撮像することを含む、請求項8に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
  11. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像手段にて撮像することが、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が80〜89.9°となるように撮像することを含む、請求項8に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
  12. 前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することが、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、および
    前記RGB信号の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、請求項8に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
  13. 前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定することが、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像すること、
    前記RGB信号をHSV表色系に変換すること、および
    前記HSV表色系の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査することを含む、請求項8に記載の陽極酸化アルミナの検査方法。
  14. 2個以上の細孔を有する陽極酸化アルミナを検査する装置であって、
    前記陽極酸化アルミナの表面に光を照射する照明手段と、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段により撮像された画像から得られた色の情報に基づいて、前記陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるか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。
  15. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段が、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が45〜89.9°となるように撮像する手段である、請求項14に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
  16. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段が、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が65〜89.9°となるように撮像する手段である、請求項14に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
  17. 前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光を撮像する撮像手段が、
    前記陽極酸化アルミナ表面の法線に対して、前記撮像手段の光軸の角度が80〜89.9°となるように撮像する手段である、請求項14に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
  18. 前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定する画像処理手段が、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像する手段と、
    前記RGB信号の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査する手段とを含む、請求項14に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
  19. 前記色の情報に基づいて陽極酸化アルミナの細孔のアスペクト比(深さ/ピッチ)が所定の範囲内にあるかを判定する画像処理手段が、
    前記陽極酸化アルミナの表面からの反射光をRGB信号として撮像する手段と、
    前記RGB信号をHSV表色系に変換する手段と、
    前記HSV表色系の情報に基づいて前記陽極酸化アルミナの細孔の形状を検査する手段とを含む、請求項14に記載の陽極酸化アルミナの検査装置。
  20. ピッチが可視光の波長以下である2個以上の細孔からなる微細凹凸構造を表面に有する物品を製造する方法であって、
    微細凹凸構造形成後に前記物品の表面に照明手段から光を照射すること、
    前記物品の表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、
    前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および
    前記色の情報に基づいて、前記微細凹凸構造の形状を検査することを含む微細凹凸構造を表面に有する物品の製造方法。
  21. ピッチが可視光の波長以下である2個以上の細孔からなる微細凹凸構造を表面に有する物品を検査する方法であって、
    前記物品の表面に照明手段から光を照射すること、
    前記物品の表面からの反射光を撮像手段にて撮像すること、
    前記撮像手段により撮像された画像から色の情報を取得すること、および
    前記色の情報に基づいて、前記微細凹凸構造の形状が所定の範囲内にあるかを判定することを含む、物品の検査方法。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103635776B (zh) * 2011-07-08 2017-03-08 夏普株式会社 形状检查方法、结构物的制造方法以及形状检查装置
TWI529385B (zh) * 2011-09-26 2016-04-11 三菱麗陽股份有限公司 表面具有微細凹凸結構之構件的檢查裝置及檢查方法、表面具有陽極氧化氧化鋁層的構件的製造方法以及光學膜的製造方法
JP2013112892A (ja) * 2011-12-01 2013-06-10 Dnp Fine Chemicals Co Ltd ナノ構造体作製用型体の製造方法、製造装置、ナノ構造体作製用型体及びナノ構造体
JP5951985B2 (ja) * 2011-12-27 2016-07-13 株式会社ホロン 円筒状原版検査装置および円筒状原版検査方法
FI20135688L (fi) * 2013-06-24 2014-12-25 Outotec Finland Oy Menetelmä ja järjestely metallien elektrolyyttistä raffinointia varten valettujen anodien valmistamiseksi elektrolyyttistä raffinointivaihetta varten
JP6354384B2 (ja) * 2014-06-27 2018-07-11 三菱ケミカル株式会社 モールドの検査方法およびモールドの製造方法
US10417756B2 (en) * 2015-01-23 2019-09-17 Hitachi High-Technologies Corporation Pattern measurement apparatus and defect inspection apparatus
CN106645196B (zh) * 2016-12-15 2020-08-11 广东威创视讯科技股份有限公司 投影镜头的灰尘检测装置及灰尘清除装置
JP6632145B2 (ja) * 2017-02-10 2020-01-15 株式会社パパラボ 表面粗さ判定装置及び判定方法
JP6964616B2 (ja) * 2019-03-22 2021-11-10 日本碍子株式会社 セラミックス焼成体の特性推定方法
JP7191137B2 (ja) * 2021-02-15 2022-12-16 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 ナノ突起構造体検査装置およびナノ突起構造体検査方法
CN114504723A (zh) * 2021-12-22 2022-05-17 融冲(深圳)生物医疗科技有限责任公司 聚合物球囊及其制备方法
CN115976587B (zh) * 2023-02-21 2023-08-22 中国地质大学(北京) 电解着色表面氧化层低反射率的生产工艺及系统
CN118408947A (zh) * 2024-07-02 2024-07-30 南通楚捷电子设备有限公司 应用于金属表面阳极氧化后的检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06294634A (ja) * 1993-04-12 1994-10-21 Kobe Steel Ltd 感光体ドラムの表面形状測定評価方法
JP2001205327A (ja) * 2000-01-28 2001-07-31 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面性状判別装置
JP2006284569A (ja) * 2005-03-10 2006-10-19 Fuji Photo Film Co Ltd 基材処理装置及び基材処理方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09101265A (ja) * 1995-10-05 1997-04-15 Furukawa Electric Co Ltd:The Al板の表面欠陥自動検査法
JP3932812B2 (ja) * 2001-02-20 2007-06-20 住友金属鉱山株式会社 帯状金属処理面の検査装置
US7597936B2 (en) * 2002-11-26 2009-10-06 University Of Utah Research Foundation Method of producing a pigmented composite microporous material
JP4406553B2 (ja) 2003-11-21 2010-01-27 財団法人神奈川科学技術アカデミー 反射防止膜の製造方法
US7435488B2 (en) * 2004-03-23 2008-10-14 Fujifilm Corporation Fine structural body and method of producing the same
JP5286938B2 (ja) * 2008-05-27 2013-09-11 東京エレクトロン株式会社 針跡検査装置、プローブ装置、及び針跡検査方法、並びに記憶媒体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06294634A (ja) * 1993-04-12 1994-10-21 Kobe Steel Ltd 感光体ドラムの表面形状測定評価方法
JP2001205327A (ja) * 2000-01-28 2001-07-31 Sumitomo Metal Ind Ltd 表面性状判別装置
JP2006284569A (ja) * 2005-03-10 2006-10-19 Fuji Photo Film Co Ltd 基材処理装置及び基材処理方法

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