WO2012086628A1 - 防眩処理用金型の検査装置 - Google Patents

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WO2012086628A1
WO2012086628A1 PCT/JP2011/079462 JP2011079462W WO2012086628A1 WO 2012086628 A1 WO2012086628 A1 WO 2012086628A1 JP 2011079462 W JP2011079462 W JP 2011079462W WO 2012086628 A1 WO2012086628 A1 WO 2012086628A1
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image
plating
mold
inspection apparatus
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PCT/JP2011/079462
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貴志 藤井
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住友化学株式会社
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    • G03B13/34Power focusing
    • G03B13/36Autofocus systems

Definitions

  • the present invention relates to a mold inspection apparatus used for performing an antiglare treatment of a substrate by imparting fine surface irregularities, and more particularly to an automatic inspection apparatus for the mold having a plating layer on the surface.
  • an antiglare film has been disposed on the surface thereof.
  • the antiglare film can be produced, for example, by applying a resin composition in which fine particles are dispersed on a base film and expressing surface irregularities with the fine particles.
  • an anti-glare film containing fine particles tends to generate so-called “whiteness” in which the entire display surface becomes whitish and the display becomes cloudy due to internal scattering caused by the fine particles.
  • an antiglare film having surface irregularities by transferring the surface irregularities of the mold onto the base film without containing fine particles has also been proposed. According to such an antiglare film, it is possible to prevent whitening and to provide high bright place contrast.
  • the antiglare film with surface irregularities using a mold can change the optical properties of the antiglare film only by using the surface irregularities without using fine particles, so it can meet the optical characteristics required by the market. There is also an advantage that the design change is relatively easy.
  • the surface is usually plated to prevent scratches due to its use, but when forming a plating layer, for example, about 100 to 200 ⁇ m in diameter, depth or height May have a concave or convex defect of about several ⁇ m, and such a defect may occur due to the use of a mold.
  • these defects must be able to be detected with high accuracy.
  • it is possible to accurately determine whether a suspicious part is a defect that actually needs repair or is simply dirt or rust adhered to the surface and does not require repair. Is also necessary.
  • the autofocus of a microscopic optical system generally employs a contrast detection system, that is, a system in which a camera position at which an image with the highest contrast is obtained is used as a focal position [for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-048505. (Patent Document 1)].
  • the camera position where the image with the highest contrast is obtained and the actual focal position do not match due to the influence of the surface unevenness for the anti-glare processing (i.e., The inventor's examination revealed that the contrast is the highest at a position different from the actual focal position, and that a clear image cannot be obtained by a conventionally used contrast detection method.
  • An object of the present invention is to obtain a clear and magnified image focused on the surface of an anti-glare processing mold having surface irregularities, thereby accurately detecting a defect and determining whether or not it is a defect.
  • An object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of performing the above.
  • a further object of the present invention is to provide an inspection apparatus capable of automatically performing such defect inspection.
  • the present invention relates to an inspection apparatus for inspecting the plating surface of an antiglare mold having a plating layer on the surface.
  • the inspection apparatus of the present invention includes an illumination for irradiating at least a part of a plating surface with light, a camera with a resolution of 250 ⁇ m or less for obtaining an image of the plating surface in a region irradiated with light, and the image
  • the edge extraction filter processing is performed, the image processing means for obtaining the processed image, the first arithmetic means for calculating the brightness dispersion value of the processed image, and the camera are moved to determine the distance between the camera and the plating surface.
  • Camera moving means for changing, and focus position detecting means for detecting a camera position at which the brightness variance value is maximized.
  • the in-focus position detecting means is preferably a first control means for controlling the imaging of the camera, a second control means for controlling the driving of the camera moving means, and a camera position detecting means for detecting the camera position.
  • Storage means for storing the camera position at the time of camera imaging output from the camera position detection means, and the brightness variance value obtained from the camera imaging output from the first calculation means, and stored in the storage means Second calculating means for determining a camera position at which the lightness dispersion value is maximized based on the camera position and the lightness dispersion value.
  • the inspection apparatus of the present invention acquires an image by moving the camera to the camera position where the brightness variance value detected by the in-focus position detection means is maximized, and inspects the plating surface using the image. It is something that can be done.
  • the inspection apparatus of the present invention can further include a mold moving means for moving the region irradiated with light on the plating surface by moving or rotating the anti-glare mold to be inspected.
  • the illumination is coaxial illumination that illuminates from the same axis as the optical axis of the camera.
  • die for anti-glare processing has is a chromium plating layer, for example.
  • the inspection apparatus of the present invention by adopting a new autofocus mechanism different from the conventional contrast detection method, a clear enlarged image focused on the surface of the anti-glare processing mold having surface irregularities can be obtained. Since it can be acquired, the detection of a defect and the determination of whether or not it is a defect can be performed accurately and automatically. Thereby, the maintenance precision of a metal mold
  • FIG. It is a figure which shows typically a mode that side etching advances in a 1st etching process. It is a figure which shows typically the state where the uneven surface formed by the 1st etching process dulls by the 2nd etching process. It is the picked-up image (without edge extraction filter process) in the focus position of the chromium plating surface imaged using the test
  • FIG. It is a processed image after applying an edge extraction filter with respect to the image shown by FIG. It is a figure which shows the relationship between the position coordinate (camera position) of the electric actuator obtained in Example 1, and the brightness dispersion value of an edge extraction filter process image. It is a figure which shows the verification result of the autofocus effect of the test
  • FIG. It is a figure which shows the relationship between the position coordinate (camera position) of the electric actuator obtained in the comparative example 1, and the brightness dispersion value of an unprocessed image.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of an inspection apparatus according to the present invention.
  • the inspection apparatus of the present invention is an apparatus for inspecting the plating surface of the antiglare mold having a plating layer on the surface, more specifically, detection of convex defects or concave defects on the plating surface, This is an inspection apparatus that uses a magnified image acquired by a camera to determine whether or not a suspicious part is actually a defect.
  • an inspection apparatus has an illumination 101 that irradiates at least a part of a plating surface with light; a camera 102 that acquires an image of the plating surface in a light-irradiated region; Image processing means 103 that performs edge extraction filter processing on the image and obtains a processed image; first arithmetic means 104 that calculates the brightness dispersion value of the obtained processed image; Camera moving means 105 for changing the distance between the camera and at least a focus position detecting means 106 for detecting a camera position at which the brightness variance value is maximum.
  • the inspection apparatus for the anti-glare processing mold of the present invention will be described in more detail.
  • Illumination As the illumination 101 for irradiating the plating surface with light, various illuminations such as an incandescent lamp, a fluorescent lamp, and a light emitting diode (LED) can be used, which may be a surface emission type or a spot illumination type.
  • the wavelength of the illumination light is not particularly limited, and for example, visible light (wavelength range: 380 to 800 nm) or white light can be used.
  • the illumination 101 is preferably coaxial illumination because shadows due to the unevenness of the plating surface hardly occur and a uniform illumination state can be obtained.
  • Coaxial illumination refers to illumination that uses a half mirror or the like to irradiate illumination light coaxially with the optical axis of the camera (in parallel with the optical axis direction of the camera).
  • coaxial illumination is used by being integrated with a lens system used in a camera.
  • lenses capable of coaxial illumination include “CA-LMA1”, “CA-LMA2”, and “CA-LMA4” manufactured by Keyence Corporation.
  • spot illumination CA-DPW2 manufactured by Keyence Corporation to these lenses, coaxial illumination is possible.
  • a camera 102 for acquiring an image of a plating surface includes a lens system and an imaging device that converts light incident through the lens system from the plating surface in a region irradiated with light into an electrical signal.
  • the image sensor is preferably a two-dimensional image sensor such as a CCD or CMOS.
  • An electrical signal output from the image sensor of the camera 102 is converted into an image of the plating surface by an image conversion unit (not shown in FIG. 1), and the image is sent to the image processing unit 103.
  • Examples of commercially available CCD cameras include “CV-H500C”, “CV-H500M”, “CV-H200C”, “CV-H200M”, “CV-H100C”, “CV-H100C”, “CV-H100M ”and“ FZ-SC5M ”,“ FZ-S5M ”,“ FZ-SC2M ”,“ FZ-S2M ”manufactured by OMRON Corporation.
  • the resolution of the camera 102 is 250 ⁇ m or less. This is due to the following reason. That is, as will be described later, in the inspection apparatus of the present invention, an edge extraction filter process for resolving and emphasizing the mesh pattern formed by the grooves existing on the plating surface is performed. It is necessary to capture a pattern with a sufficient resolution. As a result of trial manufacture and confirmation of a plurality of chrome-plated dies that are commonly used as surface plating for anti-glare dies, the average line spacing of the mesh pattern is about 250 ⁇ m, and the average line width ( The groove width was about 6 ⁇ m. Therefore, it was determined that a resolution of 250 ⁇ m or less was necessary to resolve the mesh pattern.
  • the resolution of the camera 102 is preferably as high as possible unless the imaging area of the plating surface is extremely small in view of inspection efficiency and the like.
  • the resolution of the camera 102 is preferably 60 ⁇ m or less, and more preferably 6 ⁇ m or less.
  • the resolution of the camera is the larger one of the length corresponding to the length of one side of the pixel of the image sensor on the plated surface of the imaging region, or the resolution of the lens.
  • Manufacturers often provide values for the lens resolution for each lens used. Depending on the manufacturer, the resolution may be referred to as resolution.
  • Resolution ⁇ 0.61 ⁇ ⁇ / NA
  • Resolution ⁇ 0.61 ⁇ ⁇ / NA
  • indicates the wavelength of illumination light used for inspection.
  • the wavelength used in the measurement may be substituted for ⁇ .
  • the resolution ⁇ can be estimated at the peak wavelength of the emission spectrum.
  • NA is the numerical aperture of the objective lens.
  • the image processing unit 103 performs edge extraction filter processing on the plated surface image obtained by imaging with the camera 102.
  • the image after the edge extraction filter processing is referred to as a processed image.
  • the camera position where the image with the highest contrast is obtained and the actual focal position do not match due to the influence of the surface unevenness that is, Since the contrast is highest at a position different from the actual focal position
  • This means that the shadow caused by the surface unevenness (this shadow means that the illumination light is scattered in a direction different from the lens direction of the camera by the surface unevenness) is different from the in-focus position (focal point). This is because the stronger the shadow and the stronger the shadow, the higher the contrast.
  • the in-focus position and the position showing the maximum contrast appear at different camera positions.
  • the above-mentioned pattern existing on the plating surface is usually a groove-like pattern, and is formed in a mesh shape over the entire plating surface when the plating layer is formed (such a groove-like pattern is, for example, in chromium plating). Typical).
  • the pattern formed during the formation of such a plating layer is sufficiently smaller than the surface unevenness pattern for anti-glare treatment, and does not affect the anti-glare property.
  • the image acquired by the camera 102 needs to capture the pattern with sufficient resolution so that the pattern can be enhanced by the edge extraction process (therefore, the camera needs a resolution of 250 ⁇ m or less as described above). .
  • the edge extraction filter refers to a process for enhancing a density difference (brightness difference) between adjacent pixels.
  • Specific examples of edge extraction filters include, for example, “edge extraction X-direction filter”, “edge extraction Y-direction filter”, “Sobel filter”, “Previt filter”, “Roberts filter”, “Laplacian filter”, etc. There is. Among these, “edge extraction X-direction filter”, “edge extraction Y-direction filter”, “Sobel filter”, “Previt filter”, “Roberts filter” and the like, which are primary differential filters, are preferable.
  • FIGS The algorithms of the Sobel filter, Previt filter, edge extraction X-direction filter, and edge extraction Y-direction filter are shown in FIGS.
  • Each filter is a process of replacing the center pixel of the 3 ⁇ 3 pixel region with the density value obtained by multiplying each of the nine pixels by the coefficient shown in the figure. This process is performed for all pixels.
  • the Sobel filter and the Previt filter are edge extraction processes that synthesize the results of two edge extractions.
  • the edge extraction X direction filter is applied, an image emphasized in the vertical direction (X direction) can be obtained as seen from the algorithm.
  • the edge extraction Y direction filter an image emphasized in the horizontal direction (Y direction) is obtained.
  • the Sobel filter and the Previt filter an image obtained by combining the results of performing the enhancement in the vertical direction (or vice versa) after the enhancement in the horizontal direction is obtained.
  • a filter process for applying a MAX-MIN filter in which the maximum value and the minimum value of the density value are extracted from the 3 ⁇ 3 pixel area and using the difference as a new density value of the central pixel is shown in FIG.
  • a pattern existing on the plating surface can be emphasized by the edge enhancement filter processing.
  • the image processing means 103 a commercially available image processing apparatus, a computer such as a personal computer can be used. Examples of commercially available image processing apparatuses include “XG-7000 series” and “CV-5000 series” manufactured by Keyence Corporation.
  • a computer in which software for performing edge extraction filter processing is incorporated into a system equipped with a CPU such as the Intel Corporation Core series and Xeon series sold by various companies can be used.
  • a controller such as “CV-5700” manufactured by Keyence Corporation can also be used as the image processing means 103.
  • the first calculation unit 104 for calculating the brightness variance value of the processed image the one exemplified as the image processing unit 103 can be similarly used.
  • the image processing unit 103 can also have a function as the first calculation unit 104.
  • the first computing means 104 calculates the brightness for each pixel of the obtained processed image, and gives the brightness variance value by calculating the variance of these brightness values.
  • Camera moving means The camera moving means 105 that moves the camera 102 and changes the distance between the camera 102 and the plating surface can be positioned with sufficient accuracy with respect to the focal depth of the camera 102.
  • Any actuator that can be used is not particularly limited, and various actuators can be used.
  • Preferred actuators include, for example, actuators with a direct acting mechanism such as “XA series” manufactured by SUS Co., Ltd., “EZX series” manufactured by Oriental Motor Co., Ltd., and “GLM series” manufactured by THK Co., Ltd.
  • the focus position detection means 106 for detecting the camera position where the lightness variance value is maximized is preferably a first control for controlling the imaging of the camera 102.
  • a second calculating means 111 for determining the position.
  • the first control means 107, the second control means 108, the camera position detection means 109, the storage means 110, and the second calculation means 111 may each have one or more or all other functions, Furthermore, the functions of the image processing unit 103 and the first calculation unit 104 may be provided.
  • the in-focus position detecting means 106 for example, an appropriate software incorporated in a personal computer, a programmable logic controller (PLC) manufactured and sold by Mitsubishi Electric Corporation, OMRON Corporation, or the like can be used. .
  • PLC programmable logic controller
  • the camera position detecting means 109 is a pulse counter incorporated in the second control means 108, an encoder incorporated in the camera moving means 105, or a distance measuring device fixed to the camera moving means 105 so as to move together with the camera 102. And so on.
  • the second control means 108 incorporating the pulse counter for example, a position control unit “CJ1W-NC214 type” sold by OMRON Corporation, a controller “SP120” manufactured by Cosmotex Co., Ltd., and manufactured by SUS Corporation.
  • the controller “XA-S4” can be used. These devices usually have a function of converting a current pulse counter value into a position and outputting it when a command is given. The camera position can be easily detected by this function.
  • the encoder incorporated in the camera moving means 105 for example, various linear encoders sold by Mitutoyo Corporation or Renishaw Corporation can be used. In this case, the camera position can be detected from the output of the encoder.
  • the distance measuring device for example, a digital dial gauge sold by Mitutoyo Corporation, a laser displacement meter “LK-G5000 series” sold by Keyence Corporation can be used.
  • Mold moving means The inspection apparatus of the present invention can be provided with a mold moving means for moving or rotating the anti-glare processing mold to be inspected.
  • various driving means such as a stepping motor, a servo motor, and a DC motor can be used.
  • a stepping motor can be preferably used from the viewpoint of controllability of the movement amount.
  • gears can be further combined depending on the accuracy and torque required. Stepping motors include, for example, “AS Series” and “AR Series” manufactured by Oriental Motor Co., Ltd., and servo motors include, for example, “NX Series” manufactured by Oriental Motor Co., Ltd., which are combined with gears. Is available.
  • the illumination surface is irradiated with illumination light on the plating surface of the anti-glare treatment mold to be inspected, and an image of the area irradiated with the illumination light is imaged by the first control means 107 ( Based on the shutter trigger transmission), the camera 102 captures an image (step 301).
  • the electrical signal output from the image sensor of the camera 102 is converted into an image by the image conversion unit and transmitted to the image processing unit 103.
  • the camera position at the time of imaging is detected by the camera position detection means 109, and information on this camera position is stored in the storage means 110.
  • edge extraction filter processing is performed on the obtained image by the image processing means 103 (step 302).
  • the edge extraction filter by applying the edge extraction filter, the pattern of the plating surface in the image is emphasized, and a processed image in which the influence on the contrast of the entire image exerted by the shadow of the surface unevenness is substantially eliminated is obtained.
  • the brightness variance value of the processed image is calculated by the first computing means 104 (step 303).
  • the obtained brightness variance value is stored in the storage unit 110.
  • the second control means 108 By controlling the camera moving means 105 by the second control means 108, the distance between the camera 102 and the plating surface is changed, and the above steps 301 to 303 are repeated, whereby the correlation between the camera position and the brightness variance value is obtained.
  • Information is accumulated in the storage means 110.
  • the second computing means 111 determines the camera position where the brightness variance value is maximized (step 304). For the camera position where the brightness variance value is maximized, for example, the largest brightness variance value among the brightness variance values of the acquired processed image may be selected, or an approximate curve is obtained from the obtained plurality of brightness variance values. And the camera position indicating the largest brightness variance value may be obtained from this approximate curve.
  • step 305 the camera 102 may be moved again to the camera position where the brightness variance value is maximized to photograph the plating surface, or the image photographed in step 301 is stored in the storage means 110 or the like, and this storage is performed.
  • a defect inspection may be performed using the processed image.
  • the same inspection can be performed on the plating surface of the other part by changing the inspection position using the mold moving means.
  • the inspection apparatus of the present invention can be preferably used, for example, for defect inspection of an antiglare mold having a chromium plating layer as a surface plating layer.
  • an antiglare mold having a chromium plating layer as a surface plating layer.
  • FIGS. 4 and 5 are diagrams schematically showing a first half process and a second half process in an example of a preferable manufacturing method of an anti-glare mold having a chromium plating layer, respectively. 4 and 5 schematically show the cross section of the mold in each step.
  • the mold manufacturing method includes: [1] a first plating step, [2] a polishing step, [3] a photosensitive resin film forming step, [4] an exposure step, [5] a developing step, [ 6) Basically includes a first etching step, [7] a photosensitive resin film peeling step, and [8] a second plating step.
  • First plating step In this step, first, copper plating or nickel plating is applied to the surface of the base material used in the mold. Thus, by performing copper plating or nickel plating on the surface of the mold base, it is possible to improve the adhesion and gloss of chromium plating in the subsequent second plating step.
  • the copper or nickel used in the first plating step may be a pure metal, or may be an alloy mainly composed of copper or an alloy mainly composed of nickel.
  • “Copper” means to include copper and copper alloy
  • “nickel” means to include nickel and nickel alloy. Copper plating and nickel plating may be performed by electrolytic plating or electroless plating, respectively, but electrolytic plating is usually employed.
  • the thickness is preferably 50 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the plating layer thickness is preferably about 500 ⁇ m.
  • the metal material suitably used for the mold base examples include aluminum and iron from the viewpoint of cost. From the viewpoint of handling convenience, it is more preferable to use lightweight aluminum.
  • the aluminum and iron here may be pure metals, respectively, or may be an alloy mainly composed of aluminum or iron.
  • die may be an appropriate
  • polishing Step the surface of the substrate that has been subjected to copper plating or nickel plating in the first plating step described above is polished. It is preferable that the base material surface is grind
  • the surface of the plate-shaped mold substrate 7 is subjected to copper plating or nickel plating (not shown), and has a surface 8 that is mirror-polished by a polishing process. The state is shown schematically.
  • the method for polishing the surface plated with copper or nickel is not particularly limited, and any of mechanical polishing, electrolytic polishing, and chemical polishing can be used.
  • Examples of the mechanical polishing method include super finishing, lapping, fluid polishing, and buff polishing.
  • the center line average roughness Ra in accordance with JIS B 0601 is preferably 0.1 ⁇ m or less, and more preferably 0.05 ⁇ m or less. If the centerline average roughness Ra after polishing is greater than 0.1 ⁇ m, the final unevenness of the mold surface may remain affected by the surface roughness after polishing.
  • Photosensitive resin film forming step In the subsequent photosensitive resin film forming step, a photosensitive resin is applied to the polished surface 8 of the mold base 7 subjected to mirror polishing, and heated and dried. A photosensitive resin film is formed.
  • FIG. 4B schematically shows a state where the photosensitive resin film 9 is formed on the polished surface 8 of the mold base 7.
  • a conventionally well-known thing can be used for photosensitive resin.
  • the negative photosensitive resin having a property of curing the photosensitive part include, for example, a monomer or prepolymer of an acrylate ester having an acrylic group or a methacrylic group in the molecule, a mixture of bisazide and a diene rubber, polyvinyl Cinnamate compounds and the like can be used.
  • a positive photosensitive resin having such a property that a photosensitive part is eluted by development and only an unexposed part remains for example, a phenol resin type or a novolac resin type can be used.
  • the photosensitive resin is preferably diluted with a suitable solvent and applied to the polished surface 8 of the mold substrate 7.
  • the photosensitive resin solution As a method for applying the photosensitive resin solution, a known method such as meniscus coating, fountain coating, dip coating, spin coating, roll coating, wire bar coating, air knife coating, blade coating or curtain coating can be used. .
  • the thickness of the coating film is preferably in the range of 1 to 6 ⁇ m after drying.
  • Exposure Step In the subsequent exposure step, a pattern corresponding to a desired surface irregularity shape is exposed on the photosensitive resin film 9.
  • the light source used in the exposure process may be appropriately selected according to the photosensitive wavelength and sensitivity of the coated photosensitive resin. For example, the g-line (wavelength: 436 nm) of the high-pressure mercury lamp, the h-line (wavelength: 405 nm) of the high-pressure mercury lamp.
  • I line (wavelength: 365 nm) of high pressure mercury lamp, semiconductor laser (wavelength: 830 nm, 532 nm, 488 nm, 405 nm, etc.), YAG laser (wavelength: 1064 nm), KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), ArF excimer laser (wavelength) 193 nm), F2 excimer laser (wavelength: 157 nm), or the like.
  • Examples of a method for exposing the pattern include laser drawing.
  • FIG. 4C schematically shows a state in which the pattern is exposed to the photosensitive resin film 9.
  • the photosensitive resin film is formed of a negative photosensitive resin
  • the exposed region 10 undergoes a crosslinking reaction of the resin by exposure, and the solubility in a developing solution described later decreases. Therefore, the unexposed area 11 in the developing process is dissolved by the developer, and only the exposed area 10 remains on the substrate surface as a mask.
  • the photosensitive resin film is formed of a positive photosensitive resin
  • the exposed region 10 is cut by bonding of the resin by exposure, and the solubility in a developer described later increases. Therefore, the area 10 exposed in the development process is dissolved by the developer, and only the unexposed area 11 remains on the substrate surface as a mask.
  • inorganic alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate, sodium metasilicate, aqueous ammonia, primary amines such as ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-butylamine, etc. Secondary amines, tertiary amines such as triethylamine, methyldiethylamine, alcohol amines such as dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, trimethylhydroxyethylammonium hydroxide, etc.
  • alkaline aqueous solutions such as quaternary ammonium salts, cyclic amines such as pyrrole and piperidine; and organic solvents such as xylene and toluene.
  • the development method in the development step is not particularly limited, and methods such as immersion development, spray development, brush development, and ultrasonic development can be used.
  • FIG. 4D schematically shows a state in which a development process is performed using a negative photosensitive resin for the photosensitive resin film 9.
  • the unexposed area 11 is dissolved by the developer, and only the exposed area 10 becomes the remaining mask 12 on the substrate surface.
  • FIG. 4E schematically shows a state where development processing is performed using a positive photosensitive resin for the photosensitive resin film 9.
  • the exposed area 10 is dissolved by the developer, and only the unexposed area 11 becomes the remaining mask 12 on the substrate surface.
  • FIG. 5A schematically shows a state in which the mold base 7 in a portion 13 without a mask is etched mainly by the first etching step.
  • the mold base 7 below the mask 12 is not etched from the mold base surface, but etching from the portion 13 without the mask proceeds with the progress of etching. Therefore, in the vicinity of the boundary between the mask 12 and the portion 13 without the mask, the mold base 7 below the mask 12 is also etched (side etching).
  • FIG. 6 schematically shows how the side etching proceeds.
  • the dotted line 14 in FIG. 6 shows the surface of the mold base material that changes as the etching progresses in stages.
  • the etching process in the first etching step is usually performed using a ferric chloride (FeCl 3 ) solution, a cupric chloride (CuCl 2 ) solution, an alkali etching solution (Cu (NH 3 ) 4 Cl 2 ), etc.
  • a strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid can be used, or reverse electrolytic etching by applying a potential opposite to that during electrolytic plating can also be used.
  • the concave shape formed on the mold base material when the etching process is performed differs depending on the type of the base metal, the type of the photosensitive resin film, the etching technique, and the like, the etching amount is 10 ⁇ m. In the following cases, etching is performed approximately isotropically from the metal surface in contact with the etching solution. The etching amount here is the thickness of the base material to be cut by etching.
  • the etching amount in the first etching step is preferably 1 to 50 ⁇ m.
  • the metal surface is hardly formed with an uneven shape and becomes a substantially flat mold, which is not suitable as an antiglare mold.
  • the etching amount exceeds 50 ⁇ m, the height difference of the concavo-convex shape formed on the metal surface becomes large, and in the image display device to which the antiglare film produced using the obtained mold is applied, it is white. There is a risk of injury.
  • the etching process in the first etching step may be performed by one etching process, or the etching process may be performed twice or more. When the etching process is performed twice or more, the total etching amount in the two or more etching processes is preferably 1 to 50 ⁇ m.
  • Photosensitive resin film peeling step In the subsequent photosensitive resin film peeling step, the remaining photosensitive resin film used as a mask in the first etching step is completely dissolved and removed.
  • the photosensitive resin film peeling step the photosensitive resin film is dissolved using a peeling solution.
  • the same developer as that described above can be used.
  • the peeling method in the photosensitive resin film peeling step is not particularly limited, and methods such as immersion development, spray development, brush development, and ultrasonic development can be used.
  • FIG. 5B schematically shows a state in which the photosensitive resin film used as the mask 12 in the first etching process is completely dissolved and removed by the photosensitive resin film peeling process.
  • the first surface irregularities 15 are formed on the surface of the mold substrate by etching using the mask 12 made of a photosensitive resin film.
  • chrome plating is not particularly limited, but it is preferable to use a chrome plating that expresses a good gloss, so-called gloss chrome plating or decorative chrome plating.
  • Chromium plating is usually performed by electrolysis, and an aqueous solution containing chromic anhydride (CrO 3 ) and a small amount of sulfuric acid is used as the plating bath. By adjusting the current density and electrolysis time, the thickness of the chromium plating can be controlled.
  • a chrome plating is applied to the surface on which the fine surface unevenness is formed, whereby a metal mold having an uneven surface and a higher surface hardness can be obtained.
  • the bluntness of the irregularities at this time varies depending on the type of the underlying metal, the size and depth of the irregularities obtained from the first etching process, the type and thickness of the plating, etc.
  • the greatest factor in controlling is the plating thickness. If the thickness of the chrome plating is thin, the effect of dulling the uneven shape is insufficient, and the transparent substrate (anti-proof) subjected to the antiglare treatment obtained by transferring the uneven shape onto a transparent substrate such as a transparent film. The optical properties of dazzling films etc.) tend not to be very good.
  • the thickness of the chrome plating is preferably in the range of 1 to 10 ⁇ m, and more preferably in the range of 3 to 6 ⁇ m.
  • the chromium plating layer formed in the second plating step is preferably formed so as to have a Vickers hardness of 800 or more, and more preferably 1000 or more.
  • corrugated surface formed by the 1st etching process by an etching process between the [7] photosensitive resin film peeling process mentioned above and the [8] 2nd plating process may be included. preferable.
  • the first surface irregularities 15 formed by the first etching process using the photosensitive resin film as a mask are blunted by an etching process.
  • an antiglare process such as an antiglare film manufactured using the obtained mold is performed. It is possible to change the optical characteristics of the transparent substrate to which the above has been applied in a preferred direction.
  • the first surface irregularity shape 15 of the mold base 7 is blunted by the second etching process, the portion having a steep surface inclination is blunted, and the second surface irregularity having a gentle surface inclination is obtained.
  • the state where the shape 18 is formed is shown.
  • the etching process in the second etching step is usually ferric chloride (FeCl 3 ) solution, cupric chloride (CuCl 2 ) solution, alkaline etching solution (Cu (NH 3 ) 4 Cl 2 ) or the like, and by corroding the surface, strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid can be used, or reverse electrolytic etching by applying a potential opposite to that during electrolytic plating can also be used.
  • strong acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid can be used, or reverse electrolytic etching by applying a potential opposite to that during electrolytic plating can also be used.
  • the bluntness of the irregularities after the etching treatment is different depending on the type of the underlying metal, the etching method, the size and depth of the irregularities obtained by the first etching process, etc.
  • the largest factor in controlling the etching amount is the etching amount.
  • the etching amount here is also the thickness of the base material to be cut by etching, as in the first etching step. If the etching amount is small, the effect of dulling the surface shape of the unevenness obtained by the first etching step is insufficient, and the antiglare treatment obtained by transferring the uneven shape onto a transparent substrate such as a transparent film The optical properties of the applied transparent substrate (such as an antiglare film) tend not to be so good. On the other hand, when the etching amount is too large, the uneven shape is almost lost, and a substantially flat mold is obtained. Therefore, the etching amount is preferably in the range of 1 to 50 ⁇ m, and more preferably in the range of 4 to 20 ⁇ m.
  • the etching process in the second etching process may be performed by one etching process, or the etching process may be performed twice or more.
  • the total etching amount in the two or more etching processes is preferably 1 to 50 ⁇ m.
  • Example 1> (Production of inspection equipment) Keyence Co., Ltd.'s CCD camera “CV-H200C” (with a 1.92 million pixel (1600 ⁇ 1200) CCD image sensor) and Keyence Co., Ltd. coaxial macro lens “CA-LMA4” (resolution: 4.5 ⁇ m, depth of focus) : Center value ⁇ 0.086 mm) was attached and connected to a controller “CV-5700” manufactured by Keyence Corporation as image processing means and first calculation means.
  • the macro lens CA-LMA4 is equipped with Keyence Co., Ltd. spot illumination CA-DPW2, which enables coaxial illumination.
  • the CCD camera “CV-H200C” has a field of view of about 1 mm square when the coaxial macro lens “CA-LMA4” is used, and the length corresponding to the length of one side of the pixel of the image sensor on the plating surface is About 1 ⁇ m. Therefore, the resolution of the camera in the inspection apparatus of the present embodiment is 4.5 ⁇ m (because the resolution of the lens is larger).
  • the “CV-5700” was connected to a personal computer “Vostro220” manufactured by Dell Corporation as first control means, storage means, and second calculation means via Ethernet (registered trademark).
  • the CCD camera equipped with the above-described lens was attached to an electric actuator “XA-42L-250EBW” manufactured by SUS Co., Ltd., which is a camera moving means, so that the lens faces the die plating surface to be inspected.
  • the distance between the camera and the die plating surface can be adjusted by the electric actuator.
  • the electric actuator was connected to the controller “XA-S4” manufactured by SUS Co., Ltd. as the second control means and the camera position detecting means, and the controller was connected to the personal computer “Vostro220” via RS232C.
  • the personal computer “Vostro 220” transmits a shutter trigger signal to the controller “CV-5700”, and the camera performs imaging based on the signal.
  • the controller “CV-5700” performed edge extraction filter processing on the photographed image to emphasize the mesh pattern formed on the chrome plating surface.
  • the “edge extraction X-direction filter” and the “edge extraction Y-direction filter” mounted on the controller “CV-5700” are each applied once.
  • FIG. 8 is a photographed image (without edge extraction filter processing) at the focal position of the chrome plating surface imaged using the inspection apparatus
  • FIG. 9 is the above-described edge extraction for the image shown in FIG. It is a processed image after applying a filter. As is clear from comparison of these figures, it can be seen that an image in which the mesh pattern on the plating surface is emphasized is obtained by the edge extraction filter processing.
  • the controller “CV-5700” calculated the brightness variance value for the image after the edge extraction filter processing. Specifically, the lightness dispersion value was calculated by selecting the measurement mode “light / dark inspection” mounted on the controller “CV-5700”. The calculated lightness variance value is transmitted to the personal computer “Vostro 220” via Ethernet (registered trademark).
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the position coordinates of the electric actuator and the brightness dispersion value of the edge extraction filter processed image obtained as described above.
  • the “movement distance” on the horizontal axis corresponds to the position coordinates of the electric actuator, and specifically, means the movement distance of the electric actuator from the time of the first photographing.
  • the vertical axis corresponds to the brightness variance value of the edge extraction filter processed image, and the brightness variance value of the processed image having the highest brightness variance value is set to 1, and the brightness variance value is normalized.
  • the photography image (thing without an edge extraction filter process) of the plating surface in the movement distance of a total of six points is shown collectively. As shown in the figure, an image with the highest focusability could be obtained at the camera position (position of moving distance + 0.050 mm) having the highest brightness dispersion value.
  • the position of the electric actuator was adjusted again to the position of the moving distance + 0.050 mm, and a clear image was obtained, so that the defect state could be confirmed well.
  • the inspection apparatus of this embodiment (however, by using a further actuator, the camera can be moved in the length direction of the roll-shaped mold so as to follow the side surface (uneven surface) of the roll-shaped mold.
  • the autofocus effect was further verified. Specifically, when the distance between the camera lens and the plating surface of the mold is not constant with respect to the mold length direction, the roll mold having the chrome plating surface is moved in the mold length direction. The focus of the image was confirmed. The results are shown in FIG.
  • the horizontal axis “Position” in FIG. 11 indicates the distance (mm) of the camera from the mold plating surface.
  • the vertical axis “AF offset” is the distance (mm) of the camera lens from the center value of the focal depth.
  • the focal depth of the used lens “CA-LMA4” has a center value of ⁇ 0.086 mm.
  • the image described as “AF-ON” in the figure is an image when the autofocus function of the apparatus of the present embodiment is applied, and the image described as “AF-OFF” applies the autofocus function. It is an image when not.
  • the “AF-OFF” image was taken from the focus position at Position 0 mm without changing the distance between the camera lens and the mold surface.
  • the dots in the figure are camera lens positions (positions from the center value of the focal depth) at which the focused image is obtained in the Position detected by the autofocus function. It is shown as an “AF-ON” image.
  • FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the position coordinates of the electric actuator and the brightness dispersion value of the image (without edge extraction filter processing) obtained in this way.
  • the meanings of the horizontal axis and the vertical axis are the same as those in FIG.
  • a sharp image with the best focus is obtained at a point where the movement distance of the electric actuator is +0.050 mm, but the highest brightness dispersion value is obtained at a point where the movement distance is ⁇ 0.050 mm.
  • Photosensitive resin film 10. Photosensitive resin film exposed in exposure process, 11. Photosensitive resin film not exposed in exposure process, 12. Mask, 13. Mask. 14: Surface formed stepwise by etching, 15 Substrate surface after first etching step (first surface irregular shape), 16 Chrome plating layer, 17 Chrome plating surface, 18 Second etching step Rear substrate surface (second surface irregular shape), 101 illumination, 102 camera, 103 image processing means, 104 first calculation means, 105 camera movement means, 106 in-focus position detection means, 107 first control means , 108 second control means, 109 camera position detection means, 110 storage means, 111 second calculation means.

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Abstract

 表面にめっき層を有する防眩処理用金型のめっき表面を検査するための検査装置であり、めっき表面の少なくとも一部に光を照射する照明(101)と、光照射される領域のめっき表面の画像を取得する、解像度が250μm以下のカメラ(102)と、該画像に対してエッジ抽出フィルタ処理を行ない、処理画像を得る画像処理手段(103)と、該処理画像の明度分散値を計算する第1の演算手段(104)と、カメラを移動させて、カメラとめっき表面との間の距離を変化させるカメラ移動手段(105)と、上記明度分散値が最大となるカメラ位置を検出する合焦位置検出手段(106)とを備える検査装置が提供される。

Description

防眩処理用金型の検査装置
 本発明は、微細表面凹凸の付与によって基材の防眩処理を行なうために用いられる金型の検査装置に関し、より詳しくは、表面にめっき層を有する前記金型の自動検査装置に関する。
 従来、液晶表示装置などの画像表示装置の表示面への外光の映り込みを防止するために、その表面に防眩フィルムを配置することが行なわれている。防眩フィルムは、たとえば、微粒子を分散させた樹脂組成物を基材フィルム上に塗工し、当該微粒子によって表面凹凸を発現させることで作製することができる。しかし、微粒子を含有する防眩フィルムは、微粒子に起因する内部散乱により、表示面全体が白っぽくなり、表示が濁った色になる、いわゆる「白ちゃけ」が発生しやすい傾向にある。
 一方、微粒子を含有させることなく、金型の表面凹凸形状を基材フィルム上に転写することにより表面凹凸を付与した防眩フィルムも提案されている。このような防眩フィルムによれば、白ちゃけの防止および高い明所コントラストが実現可能である。また、金型を用いて表面凹凸を付与した防眩フィルムは、微粒子を使用することなく表面凹凸形状のみで防眩フィルムの光学特性を変化させることができるため、市場が要求する光学特性に応じた設計変更が比較的容易であるという利点もある。
 金型を用いた防眩フィルムの生産においては、金型表面の欠陥管理が極めて重要である。防眩フィルムの工業的生産においては、長尺の基材フィルムを用いて連続的に防眩フィルムを生産するのが通常であるが、金型表面に欠陥が存在すると、長尺の防眩フィルムの全長にわたって欠陥が転写されることになるからである。したがって、金型の使用により生じた(または、金型作製時から存在する)欠陥を適時に補修することができるよう、金型表面に存在する欠陥の検出および欠陥か否かの判別を精度良くできる技術が要求されている。
 防眩処理用の金型においては、その使用による擦り傷発生を防止するため、その表面にめっきを施すのが通常であるが、めっき層形成時に、たとえば直径100~200μm程度、深さまたは高さが数μm程度の凹状または凸状の欠陥が発生する場合があり、また、金型の使用によりこのような欠陥が発生する場合もある。金型の検査においては、これらの欠陥を高精度で検出できなければならない。一方、金型の検査においては、欠陥と疑わしき箇所が、実際に補修を要する欠陥なのか、あるいは単に表面に付着した汚れや錆などであって補修を要しないものであるのかを精度良く判別できることも必要である。
 金型表面の欠陥検出を行なう方法としては、顕微光学系のカメラを用いて、金型表面の拡大画像を取得する方法が考えられる。この際、取得した拡大画像から精度良く欠陥検出を行なうためには、金型表面に焦点を合わせて鮮明な拡大画像を得る必要がある。従来、顕微光学系のオートフォーカスは、コントラスト検出方式、すなわち、コントラストの最も高い画像が得られるカメラ位置を焦点位置とする方式を採用したものが一般的である〔たとえば特開平10-048505号公報(特許文献1)〕。
特開平10-048505号公報
 しかしながら、防眩処理用金型表面の画像取得においては、防眩処理用の表面凹凸の影響により、コントラストの最も高い画像が得られるカメラ位置と、実際の焦点位置とが一致せず(すなわち、実際の焦点位置とは異なる位置でコントラストが最も高くなり)、従来一般的に用いられているコントラスト検出方式では鮮明な画像が得られないことが本発明者の検討により明らかとなった。
 本発明の目的は、表面凹凸を有する防眩処理用金型の表面について焦点の合った鮮明な拡大画像を取得することができ、もって、欠陥の検出および欠陥か否かの判別を精度良く行なうことができる検査装置を提供することにある。また本発明のさらなる目的は、かかる欠陥検査を自動で行なうことができる検査装置を提供することにある。
 本発明は、表面にめっき層を有する防眩処理用金型のめっき表面を検査するための検査装置に関する。本発明の検査装置は、めっき表面の少なくとも一部に光を照射する照明と、光照射される領域のめっき表面の画像を取得するための、解像度が250μm以下であるカメラと、該画像に対してエッジ抽出フィルタ処理を行ない、処理画像を得る画像処理手段と、該処理画像の明度分散値を計算する第1の演算手段と、カメラを移動させて、カメラとめっき表面との間の距離を変化させるカメラ移動手段と、上記明度分散値が最大となるカメラ位置を検出する合焦位置検出手段とを備える。
 上記合焦位置検出手段は、好ましくは、カメラの撮像を制御する第1の制御手段と、上記カメラ移動手段の駆動を制御する第2の制御手段と、カメラ位置を検出するカメラ位置検出手段と、カメラ位置検出手段から出力されるカメラ撮像時のカメラ位置、および、第1の演算手段から出力される、当該カメラ撮像から得られる明度分散値を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されたカメラ位置および明度分散値に基づいて、明度分散値が最大となるカメラ位置を決定する第2の演算手段とを含む。
 本発明の検査装置は、上記合焦位置検出手段によって検出された、明度分散値が最大となるカメラ位置にカメラを移動させて画像を取得し、該画像を用いてめっき表面の検査を行なうことができるものである。
 本発明の検査装置は、検査対象である防眩処理用金型を移動または回転させることにより、めっき表面における光照射される領域を移動させる金型移動手段をさらに備えることができる。
 上記照明は、カメラの光軸と同軸上から照明する同軸照明であることが好ましい。また、防眩処理用金型が有するめっき層は、たとえばクロムめっき層である。
 本発明の検査装置によれば、従来のコントラスト検出方式とは異なる新たなオートフォーカス機構を採用したことにより、表面凹凸を有する防眩処理用金型の表面について焦点の合った鮮明な拡大画像を取得することができるため、欠陥の検出および欠陥か否かの判別を精度良く、かつ自動で行なうことができる。これにより、金型のメンテナンス精度が向上し、同じ金型による防眩処理を、長期間に渡り良好な品質に保つことができる。
本発明に係る検査装置の構成の一例を示すブロック図である。 いくつかのエッジ抽出フィルタのアルゴリズムを示す図である。 本発明の検査装置を用いた防眩処理用金型の検査方法の一例を示すフローチャートである。 クロムめっき層を有する防眩処理用金型の好ましい製造方法の一例における前半部分を模式的に示す図である。 クロムめっき層を有する防眩処理用金型の好ましい製造方法の一例における前半部分を模式的に示す図である。 第1エッチング工程においてサイドエッチングが進行する様子を模式的に示す図である。 第1エッチング工程によって形成された凹凸面が第2エッチング工程によって鈍る状態を模式的に示す図である。 実施例1で作製した検査装置を用いて撮像されたクロムめっき表面の焦点位置での撮影画像(エッジ抽出フィルタ処理なし)である。 図8に示される画像に対してエッジ抽出フィルタを適用した後の処理画像である。 実施例1で得られた、電動アクチュエータの位置座標(カメラ位置)と、エッジ抽出フィルタ処理画像の明度分散値との関係を示す図である。 実施例1で作製した検査装置のオートフォーカス効果の検証結果を示す図である。 比較例1で得られた、電動アクチュエータの位置座標(カメラ位置)と、未処理画像の明度分散値との関係を示す図である。
 <検査装置>
 図1は、本発明に係る検査装置の構成の一例を示すブロック図である。本発明の検査装置は、表面にめっき層を有する防眩処理用金型のめっき表面を検査するための装置であり、より具体的には、めっき表面における凸状欠陥または凹状欠陥の検出や、欠陥と疑わしき箇所が実際に欠陥であるか否かの判別をカメラによって取得した拡大画像を用いて行なう検査装置である。
 図1に示されるように、本発明の検査装置は、めっき表面の少なくとも一部に光を照射する照明101;光照射される領域のめっき表面の画像を取得するためのカメラ102;得られた画像に対してエッジ抽出フィルタ処理を行ない、処理画像を得る画像処理手段103;得られた処理画像の明度分散値を計算する第1の演算手段104;カメラを移動させて、カメラとめっき表面との間の距離を変化させるカメラ移動手段105;および、明度分散値が最大となるカメラ位置を検出する合焦位置検出手段106を少なくとも備える。以下、本発明の防眩処理用金型の検査装置についてより詳細に説明する。
 (1)照明
 めっき表面に光を照射する照明101としては、白熱灯、蛍光灯、発光ダイオード(LED)等の各種照明を用いることができ、面発光型でもスポット照明型でもよい。照明光の波長は特に制限されず、たとえば可視光(波長範囲380~800nm)や白色光を用いることができる。めっき表面の凹凸による影が生じにくく、また、均一な照明状態が得られることから、照明101は同軸照明であることが好ましい。同軸照明とは、ハーフミラーなどを利用して、カメラの光軸と同軸上から(カメラの光軸方向と平行に)照明光を照射する照明を言う。一般的に、同軸照明は、カメラに用いるレンズ系と一体化されて使用される。同軸照明が可能なレンズの市販品としては、たとえば、株式会社キーエンス製の「CA-LMA1」、「CA-LMA2」、「CA-LMA4」などがある。これらのレンズに、たとえば、株式会社キーエンス製のスポット照明「CA-DPW2」を装着することにより、同軸照明が可能となる。
 (2)カメラ
 めっき表面の画像を取得するためのカメラ102は、レンズ系と、光照射された領域のめっき表面から該レンズ系を介して入射される光を電気信号に変換する撮像素子とを含む。撮像素子は、CCD、CMOS等の二次元撮像素子であることが好ましい。カメラ102の撮像素子から出力された電気信号は、画像変換手段(図1において図示せず)によってめっき表面の画像に変換され、該画像は、画像処理手段103に送出される。
 CCDカメラ(レンズ別)の市販品としては、たとえば、株式会社キーエンス製の「CV-H500C」、「CV-H500M」、「CV-H200C」、「CV-H200M」、「CV-H100C」、「CV-H100M」、および、オムロン株式会社製の「FZ-SC5M」、「FZ-S5M」、「FZ-SC2M」、「FZ-S2M」などがある。
 本発明の検査装置において、カメラ102の解像度は250μm以下とされる。これは次の理由による。すなわち後述するように、本発明の検査装置では、めっき表面に存在する溝により形成された網目状のパターンを解像してこれを強調するエッジ抽出フィルタ処理を実施するが、そのためには、網目状のパターンを十分な解像度で撮像する必要がある。防眩処理用金型の表面めっきとして一般的なクロムめっきを施した金型を複数試作し確認したところ、網目状のパターンの平均的な線間隔は約250μmであり、平均的な線幅(溝幅)は約6μmであった。したがって、網目状のパターンを解像するためには、250μm以下の解像度が必要であると判断した。カメラ102の解像度は、めっき表面の撮像領域が、検査効率等に鑑み極端に小さくない限り、高いほど好ましい。カメラ102の解像度は、好ましくは60μm以下であり、より好ましくは6μm以下である。
 ここで、本発明においてカメラの解像度とは、撮像領域のめっき表面上における撮像素子のピクセル1辺の長さに対応する長さ、または、レンズの解像度のうち、いずれか大きい方である。レンズの解像度は、使用するレンズ毎にメーカーが値を提示することが多い。メーカーによっては、解像度を分解能などと称する場合もある。メーカーから解像度が開示されていないレンズについても、開口数が提示されている場合には、たとえば「レーリーの基準」と呼ばれる下記式:
 解像度δ=0.61×λ/NA
を用いてレンズの解像度δを算出することができる。ここで、λは検査に用いられる照明光の波長を示す。解像度δを計算するためには、λに測定で使用する波長を代入すればよい。白色光を用いる場合には、発光スペクトルのピーク波長で解像度δを見積もることができる。NAは対物レンズの開口数である。
 (3)画像処理手段
 画像処理手段103は、カメラ102による撮像によって得られためっき表面の画像に対してエッジ抽出フィルタ処理を行なう。本明細書では、エッジ抽出フィルタ処理後の画像を処理画像という。上述したように、凹凸を有する防眩処理用金型表面の画像取得においては、当該表面凹凸の影響によって、コントラストの最も高い画像が得られるカメラ位置と、実際の焦点位置とが一致しない(すなわち、実際の焦点位置とは異なる位置でコントラストが最も高くなる)ため、従来のコントラスト検出方式で鮮明な画像を得ることは困難である。これは、表面凹凸により生じる影(この影は、表面凹凸によって照明光がカメラのレンズ方向とは異なる方向に散乱されていることを意味している。)が合焦位置とは異なる位置(焦点が合っていない位置)で強くなり、影が強いところほどコントラストが高くなってしまい、結果、合焦位置と最大のコントラストを示す位置とが異なるカメラ位置に現れてしまうことによる。
 本発明に従い、取得しためっき表面の画像にエッジ抽出フィルタを適用すると、当該画像において、めっき表面に存在する上記パターンが、当該フィルタのアルゴリズムに従って強調される。これにより、該パターンに起因するコントラストが大きくなる一方、表面凹凸の影に起因するコントラストが相対的に小さくなるため、表面凹凸の影が及ぼす、画像全体としてのコントラストへの影響が実質的に排除された画像(処理画像)を得ることができる。これは、表面凹凸の影においては、隣接するピクセル同士の明度差が小さいことによる。このような処理画像についてコントラスト検出方式によるオートフォーカスを適用することにより、最大のコントラストを示すカメラ位置と実際の合焦位置とを一致させることが可能となり、したがって、最大のコントラストを示す位置にカメラを移動させることにより、焦点の合った画像を得ることができる。
 めっき表面に存在する上記パターンは、通常、溝状のパターンであり、めっき層形成時に、めっき表面全体にわたって網目状に形成されるものである(このような溝状のパターンは、たとえばクロムめっきにおいて典型的である。)。このようなめっき層形成時に形成されるパターンは、防眩処理用の表面凹凸のパターンと比較して十分に小さく、防眩特性に影響を与えるものではない。カメラ102によって取得される画像は、エッジ抽出処理によってパターンを強調できるよう、該パターンを十分な解像度で撮像している必要がある(したがって、上記のようにカメラは250μm以下の解像度を要する。)。
 ここで、「エッジ抽出フィルタ」について説明すると、エッジ抽出フィルタとは、隣接ピクセルとの濃度差(明度差)を強調する処理をいう。エッジ抽出フィルタの具体例を挙げれば、たとえば、「エッジ抽出X方向フィルタ」、「エッジ抽出Y方向フィルタ」、「ソーベルフィルタ」、「プレヴィットフィルタ」、「ロバーツフィルタ」、「ラプラシアンフィルタ」などがある。なかでも、1次微分フィルタである、「エッジ抽出X方向フィルタ」、「エッジ抽出Y方向フィルタ」、「ソーベルフィルタ」、「プレヴィットフィルタ」、「ロバーツフィルタ」などが好適である。
 ソーベルフィルタ、プレヴィットフィルタ、エッジ抽出X方向フィルタおよびエッジ抽出Y方向フィルタのアルゴリズムをそれぞれ図2(a)~(d)に示す。いずれのフィルタも、3×3の画素領域の中心画素を、9画素それぞれに対して図示される係数をかけた後、合算した濃度値に置き換える処理である。この処理をすべての画素について行なう。ソーベルフィルタおよびプレヴィットフィルタは、2つのエッジ抽出の結果を合成するエッジ抽出処理である。エッジ抽出X方向フィルタを適用すると、そのアルゴリズムを見てもわかるように、縦方向(X方向)に強調された画像が得られる。エッジ抽出Y方向フィルタでは横方向(Y方向)に強調された画像が得られる。ソーベルフィルタおよびプレヴィットフィルタにおいては、横方向の強調を行なった後、縦方向の強調を行なった(あるいはその逆を行なった)結果を合成した画像が得られる。
 また、3×3の画素領域の中で濃度値の最大値と最小値を取り出し、その差を中心画素の新しい濃度値とするMAX-MINフィルタを適用するフィルタ処理または図2(e)に示されるエッジ強調フィルタ処理によって、めっき表面に存在するパターンを強調できる場合もある。
 画像処理手段103としては、市販の画像処理装置、パーソナルコンピュータなどの計算機を用いることができる。市販の画像処理装置としては、たとえば、株式会社キーエンス製の「XG-7000シリーズ」、「CV-5000シリーズ」が例示される。パーソナルコンピュータとしては、各社から販売されている、たとえばIntel Corporation製Coreシリーズ、XeonシリーズなどのCPUを搭載したシステムにエッジ抽出フィルタ処理を行なうソフトウェアを組み込んだものを用いることができる。また、株式会社キーエンス製「CV-5700」などのコントローラを画像処理手段103として用いることもできる。
 (4)第1の演算手段
 処理画像の明度分散値を計算する第1の演算手段104としては、上記画像処理手段103として例示したものを同様に用いることができる。画像処理手段103が第1の演算手段104としての機能を備えることもできる。第1の演算手段104は、得られた処理画像の各画素について明度を計算し、これらの明度値の分散を算出することによって明度分散値を与える。
 (5)カメラ移動手段
 カメラ102を移動させて、カメラ102とめっき表面との間の距離を変化させるカメラ移動手段105としては、カメラ102の焦点深度に対して十分な精度で位置決めを行なうことができるアクチュエータであれば特に制限されず、各種アクチュエータを用いることができる。好ましいアクチュエータとしては、たとえば、SUS株式会社製の「XAシリーズ」、オリエンタルモーター株式会社製の「EZXシリーズ」、THK株式会社製の「GLMシリーズ」など、直動機構が付属したアクチュエータが挙げられる。
 (6)合焦位置検出手段
 明度分散値が最大となるカメラ位置を検出する合焦位置検出手段106は、図1に示されるように、好ましくは、カメラ102の撮像を制御する第1の制御手段107;カメラ移動手段105の駆動を制御する第2の制御手段108;カメラ位置を検出するカメラ位置検出手段109;カメラ位置検出手段109から出力されるカメラ撮像時のカメラ位置、および、第1の演算手段104から出力される、当該カメラ撮像から得られる明度分散値を記憶する記憶手段110;記憶手段110に記憶されたカメラ位置および明度分散値に基づいて、明度分散値が最大となるカメラ位置を決定する第2の演算手段111とを含んで構成される。
 第1の制御手段107、第2の制御手段108、カメラ位置検出手段109、記憶手段110および第2の演算手段111はそれぞれ、他のいずれか1以上またはすべての機能を兼ね備えていてもよく、さらに画像処理手段103や第1の演算手段104の機能を兼ね備えていてもよい。
 合焦位置検出手段106として、たとえば、パーソナルコンピュータに適切なソフトウェアを組み込んだものや、三菱電機株式会社およびオムロン株式会社などから製造・販売されているプログラマブルロジックコントローラ(PLC)などを用いることができる。
 カメラ位置検出手段109は、第2の制御手段108に組み込まれたパルスカウンタ、カメラ移動手段105に組み込まれたエンコーダ、または、カメラ102とともに移動するようにカメラ移動手段105に固定された距離測定器などであることができる。パルスカウンタが組み込まれた第2の制御手段108としては、たとえば、オムロン株式会社から販売されている位置制御ユニット「CJ1W-NC214型」、株式会社コスモテックス製のコントローラ「SP120」、SUS株式会社製のコントローラ「XA-S4」などを用いることができる。これらの装置は、通常、コマンドを与えると、現在のパルスカウンタ値を位置に換算して出力する機能を有する。該機能により容易にカメラ位置を検出することができる。
 カメラ移動手段105に組み込むエンコーダとしては、たとえば、株式会社ミツトヨやレニショー株式会社から販売されている各種リニアエンコーダを用いることができる。この場合、エンコーダの出力からカメラ位置を検出することができる。また、距離測定器としては、たとえば、株式会社ミツトヨから販売されているデジタルダイヤルゲージ、株式会社キーエンスから販売されているレーザ変位計「LK-G5000シリーズ」などを用いることができる。
 (7)金型移動手段
 本発明の検査装置は、検査対象である防眩処理用金型を移動または回転させる金型移動手段を備えることができる。金型移動手段としては、ステッピングモーター、サーボモーター、DCモーターなど、各種駆動手段を用いることができる。移動量の制御性の観点から、特にステッピングモーターを好ましく用いることができる。また、必要とする精度、トルクにより、各種ギアをさらに組み合わせることもできる。ステッピングモーターとしては、たとえば、オリエンタルモーター株式会社製の「ASシリーズ」、「ARシリーズ」、サーボモーターとしては、たとえば、オリエンタルモーター株式会社製の「NXシリーズ」があり、それぞれギアと組み合わされた製品を入手できる。金型移動手段を備えることにより、金型のめっき表面全体にわたって自動で検査を行なうことができる。
 <検査装置を用いた防眩処理用金型の検査>
 次に、図3を参照しながら、上記本発明の検査装置を用いた防眩処理用金型の検査方法について説明する。まず、検査対象である防眩処理用金型のめっき表面に、照明101を用いて照明光を照射し、照明光が照射されている領域の画像を、第1の制御手段107による撮像指令(シャッタートリガ送信)に基づき、カメラ102で撮像する(ステップ301)。カメラ102の撮像素子から出力された電気信号は、画像変換手段によって画像に変換され、画像処理手段103に送信される。一方、撮像時のカメラ位置(位置座標またはカメラとめっき表面との距離など)がカメラ位置検出手段109によって検出され、記憶手段110にこのカメラ位置の情報が記憶される。
 ついで、画像処理手段103により、得られた画像に対してエッジ抽出フィルタ処理がなされる(ステップ302)。上述のとおり、エッジ抽出フィルタの適用により、画像におけるめっき表面のパターンが強調され、表面凹凸の影が及ぼす、画像全体としてのコントラストへの影響が実質的に排除された処理画像が得られる。次に、第1の演算手段104により、処理画像の明度分散値が計算される(ステップ303)。得られた明度分散値は、記憶手段110に記憶される。
 第2の制御手段108によるカメラ移動手段105の制御により、カメラ102とめっき表面との間の距離を変化させて、上記ステップ301~303を繰り返すことにより、カメラ位置と明度分散値との相関に関する情報が記憶手段110に蓄積される。第2の演算手段111は、この情報に基づき、明度分散値が最大となるカメラ位置を決定する(ステップ304)。明度分散値が最大となるカメラ位置は、たとえば、取得した処理画像の明度分散値のなかで最も大きい明度分散値を選択するようにしてもよいし、得られた複数の明度分散値から近似曲線を作成し、この近似曲線から最も大きい明度分散値を示すカメラ位置を求めるようにしてもよい。以上のステップにより、明度分散値が最大となる、焦点の合ったカメラ位置を検出することができ、当該カメラ位置における撮影画像の観察または解析により、欠陥の有無や欠陥の種類の判別(補修を要する欠陥と、汚れや錆びなどとの区別化等)を容易に行なうことができる(ステップ305)。この際、明度分散値が最大となるカメラ位置に再度カメラ102を移動して、めっき表面を撮影してもよいし、ステップ301で撮影した画像を記憶手段110などに格納しておき、この格納された画像を用いて欠陥検査を行なってもよい。
 金型の一部のめっき表面について欠陥検査を行なった後、金型移動手段を用いて検査位置を変更することにより、他の部分のめっき表面についても同様の検査を行なうことができる。
 <検査対象となる防眩処理用金型>
 本発明の検査装置は、たとえば表面めっき層としてクロムめっき層を有する防眩処理用金型の欠陥検査に好ましく用いることができる。以下では、クロムめっき層を有する防眩処理用金型の好ましい一例について説明する。
 図4および5はそれぞれ、クロムめっき層を有する防眩処理用金型の好ましい製造方法の一例における前半工程および後半工程を模式的に示す図である。図4および5には、各工程での金型の断面を模式的に示している。当該金型の製造方法は、〔1〕第1めっき工程と、〔2〕研磨工程と、〔3〕感光性樹脂膜形成工程と、〔4〕露光工程と、〔5〕現像工程と、〔6〕第1エッチング工程と、〔7〕感光性樹脂膜剥離工程と、〔8〕第2めっき工程とを基本的に含む。
 〔1〕第1めっき工程
 本工程ではまず、金型に用いる基材の表面に、銅めっきまたはニッケルめっきを施す。このように、金型用基材の表面に銅めっきまたはニッケルめっきを施すことにより、後の第2めっき工程におけるクロムめっきの密着性や光沢性を向上させることができる。
 第1めっき工程において用いられる銅またはニッケルとしては、それぞれの純金属であることができるほか、銅を主体とする合金、またはニッケルを主体とする合金であってもよく、したがって、本明細書でいう「銅」は、銅および銅合金を含む意味であり、また「ニッケル」は、ニッケルおよびニッケル合金を含む意味である。銅めっきおよびニッケルめっきは、それぞれ電解めっきで行なっても無電解めっきで行なってもよいが、通常は電解めっきが採用される。
 銅めっきまたはニッケルめっきを施す際には、めっき層が余り薄いと、下地表面の影響が排除しきれないことから、その厚みは50μm以上であるのが好ましい。めっき層厚みの上限は500μm程度とすることが好ましい。
 金型用基材に好適に用いられる金属材料としては、コストの観点からアルミニウム、鉄などが挙げられる。取扱いの利便性から、軽量なアルミニウムを用いることがより好ましい。ここでいうアルミニウムや鉄も、それぞれ純金属であることができるほか、アルミニウムまたは鉄を主体とする合金であってもよい。また、金型用基材の形状は、当該分野において従来採用されている適宜の形状であってよく、たとえば、平板状のほか、円柱状または円筒状のロールであってもよい。
 〔2〕研磨工程
 続く研磨工程では、上述した第1めっき工程にて銅めっきまたはニッケルめっきが施された基材表面を研磨する。当該工程を経て、基材表面は、鏡面に近い状態に研磨されることが好ましい。これは、基材となる金属板や金属ロールは、所望の精度にするために、切削や研削などの機械加工が施されていることが多く、それにより基材表面に加工目が残っており、銅めっきまたはニッケルめっきが施された状態でも、それらの加工目が残ることがあるし、また、めっきした状態で、表面が完全に平滑になるとは限らないためである。図4(a)には、平板状の金型用基材7の表面に銅めっきまたはニッケルめっきが施され(図示せず)、さらに研磨工程によって鏡面研磨された表面8を有するようにされた状態を模式的に示している。
 銅めっきまたはニッケルめっきが施された表面を研磨する方法については特に制限されず、機械研磨法、電解研磨法、化学研磨法のいずれも使用できる。機械研磨法としては、超仕上げ法、ラッピング、流体研磨法、バフ研磨法などが例示される。研磨後の表面粗度は、JIS B 0601の規定に準拠した中心線平均粗さRaが0.1μm以下であることが好ましく、0.05μm以下であることがより好ましい。研磨後の中心線平均粗さRaが0.1μmより大きいと、最終的な金型表面の凹凸形状に研磨後の表面粗度の影響が残る可能性がある。
 〔3〕感光性樹脂膜形成工程
 続く感光性樹脂膜形成工程では、鏡面研磨を施した金型用基材7の研磨された表面8に、感光性樹脂を塗布し、加熱・乾燥することにより、感光性樹脂膜を形成する。図4(b)には、金型用基材7の研磨された表面8に感光性樹脂膜9が形成された状態を模式的に示している。
 感光性樹脂には従来公知のものを用いることができる。感光部分が硬化する性質をもったネガ型の感光性樹脂としては、たとえば、分子中にアクリル基またはメタアクリル基を有するアクリル酸エステルの単量体やプレポリマー、ビスアジドとジエンゴムとの混合物、ポリビニルシンナマート系化合物等を用いることができる。また、現像により感光部分が溶出し、未感光部分だけが残る性質をもったポジ型の感光性樹脂としては、たとえば、フェノール樹脂系やノボラック樹脂系等を用いることができる。また、感光性樹脂には、必要に応じて、増感剤、現像促進剤、密着性改質剤、塗布性改良剤等の各種添加剤を配合してもよい。感光性樹脂は、良好な塗膜を形成するために、適当な溶媒に希釈して金型用基材7の研磨された表面8に塗布することが好ましい。
 感光性樹脂溶液を塗布する方法としては、メニスカスコート、ファウンティンコート、ディップコート、回転塗布、ロール塗布、ワイヤーバー塗布、エアーナイフ塗布、ブレード塗布またはカーテン塗布等の公知の方法を用いることができる。塗布膜の厚さは乾燥後で1~6μmの範囲とすることが好ましい。
 〔4〕露光工程
 続く露光工程では、所望する表面凹凸形状に応じたパターンを感光性樹脂膜9上に露光する。露光工程に用いる光源は、塗布された感光性樹脂の感光波長や感度等に合わせて適宜選択すればよく、たとえば、高圧水銀灯のg線(波長:436nm)、高圧水銀灯のh線(波長:405nm)、高圧水銀灯のi線(波長:365nm)、半導体レーザー(波長:830nm、532nm、488nm、405nm等)、YAGレーザー(波長:1064nm)、KrFエキシマーレーザー(波長:248nm)、ArFエキシマーレーザー(波長:193nm)、F2エキシマーレーザー(波長:157nm)等を用いることができる。パターンを露光する方法としては、レーザー描画を挙げることができる。
 図4(c)には、感光性樹脂膜9にパターンが露光された状態を模式的に示している。感光性樹脂膜をネガ型の感光性樹脂で形成した場合には、露光された領域10は露光によって樹脂の架橋反応が進行し、後述する現像液に対する溶解性が低下する。よって、現像工程において露光されていない領域11が現像液によって溶解され、露光された領域10のみ基材表面上に残りマスクとなる。一方、感光性樹脂膜をポジ型の感光性樹脂で形成した場合には、露光された領域10は露光によって樹脂の結合が切断され、後述する現像液に対する溶解性が増加する。よって、現像工程において露光された領域10が現像液によって溶解され、露光されていない領域11のみ基材表面上に残りマスクとなる。
 〔5〕現像工程
 続く現像工程においては、感光性樹脂膜9にネガ型の感光性樹脂を用いた場合には、露光されていない領域11は現像液によって溶解され、露光された領域10のみ金型用基材上に残存し、続く第1エッチング工程においてマスクとして作用する。一方、感光性樹脂膜9にポジ型の感光性樹脂を用いた場合には、露光された領域10のみ現像液によって溶解され、露光されていない領域11が金型用基材上に残存して、続く第1エッチング工程におけるマスクとして作用する。
 現像工程に用いる現像液については従来公知のものを使用することができる。たとえば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n-プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ-n-ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液;および、キシレン、トルエン等の有機溶剤等を挙げることができる。
 現像工程における現像方法については特に制限されず、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法を用いることができる。
 図4(d)には、感光性樹脂膜9にネガ型の感光性樹脂を用いて、現像処理を行なった状態を模式的に示している。図4(c)において露光されていない領域11が現像液によって溶解され、露光された領域10のみ基材表面上に残りマスク12となる。図4(e)には、感光性樹脂膜9にポジ型の感光性樹脂を用いて、現像処理を行なった状態を模式的に示している。図4(c)において露光された領域10が現像液によって溶解され、露光されていない領域11のみ基材表面上に残りマスク12となる。
 〔6〕第1エッチング工程
 続く第1エッチング工程では、金型用基材表面上に残存した感光性樹脂膜9をマスクとして用いて、主にマスクの無い箇所の金型用基材をエッチングし、研磨されためっき面に凹凸を形成する。図5(a)には第1エッチング工程によって、主にマスクの無い箇所13の金型用基材7がエッチングされる状態を模式的に示している。マスク12の下部の金型用基材7は金型用基材表面からはエッチングされないが、エッチングの進行とともにマスクの無い箇所13からのエッチングが進行する。よって、マスク12とマスクの無い箇所13との境界付近では、マスク12の下部の金型用基材7もエッチングされる(サイドエッチング)。図6にサイドエッチングの進行の様子を模式的に示した。図6の点線14は、エッチングの進行とともに変化する金型用基材の表面を段階に示している。
 第1エッチング工程におけるエッチング処理は、通常、塩化第二鉄(FeCl3)液、塩化第二銅(CuCl2)液、アルカリエッチング液(Cu(NH34Cl2)等を用いて、金属表面を腐食させることによって行なわれるが、塩酸や硫酸などの強酸を用いることもできるし、電解めっき時と逆の電位をかけることによる逆電解エッチングを用いることもできる。エッチング処理を施した際の金型用基材に形成される凹形状は、下地金属の種類、感光性樹脂膜の種類およびエッチング手法等によって異なるため、一概にはいえないが、エッチング量が10μm以下である場合には、エッチング液に触れている金属表面から略等方的にエッチングされる。ここでいうエッチング量とは、エッチングにより削られる基材の厚みである。
 第1エッチング工程におけるエッチング量は好ましくは1~50μmである。エッチング量が1μm未満である場合には、金属表面に凹凸形状がほとんど形成されずに、ほぼ平坦な金型となってしまうので、防眩処理用金型として適さない。また、エッチング量が50μmを超える場合には、金属表面に形成される凹凸形状の高低差が大きくなり、得られた金型を使用して作製した防眩フィルムを適用した画像表示装置において白ちゃけが生じる虞がある。第1エッチング工程におけるエッチング処理は1回のエッチング処理によって行なってもよいし、エッチング処理を2回以上に分けて行なってもよい。エッチング処理を2回以上に分けて行なう場合には、2回以上のエッチング処理におけるエッチング量の合計が1~50μmであることが好ましい。
 〔7〕感光性樹脂膜剥離工程
 続く感光性樹脂膜剥離工程では、第1エッチング工程でマスクとして使用した残存する感光性樹脂膜を完全に溶解し除去する。感光性樹脂膜剥離工程では剥離液を用いて感光性樹脂膜を溶解する。剥離液としては、上述した現像液と同様のものを用いることができる。感光性樹脂膜剥離工程における剥離方法は特に制限されず、浸漬現像、スプレー現像、ブラシ現像、超音波現像等の方法を用いることができる。図5(b)は、感光性樹脂膜剥離工程によって、第1エッチング工程でマスク12として使用した感光性樹脂膜を完全に溶解し除去した状態を模式的に示している。感光性樹脂膜からなるマスク12を利用したエッチングによって、第1の表面凹凸形状15が金型用基材表面に形成されている。
 〔8〕第2めっき工程
 続いて、形成された凹凸面(第1の表面凹凸形状15)にクロムめっきを施すことによって、表面の凹凸形状を鈍らせる。図5(c)には、第1の表面凹凸形状15にクロムめっき層16を形成することにより、第1の表面凹凸形状15よりも凹凸が鈍った表面(クロムめっきの表面17)が形成されている状態が示されている。
 クロムめっきの種類は特に制限されないが、いわゆる光沢クロムめっきや装飾用クロムめっきなどと呼ばれる、良好な光沢を発現するクロムめっきを用いることが好ましい。クロムめっきは通常、電解によって行なわれ、そのめっき浴としては、無水クロム酸(CrO3)と少量の硫酸を含む水溶液が用いられる。電流密度と電解時間を調節することにより、クロムめっきの厚みを制御することができる。
 上記金型の製造方法では、微細な表面凹凸形状が形成された表面にクロムめっきを施すことにより、凹凸形状が鈍らせられるとともに、その表面硬度が高められた金型が得られる。この際の凹凸の鈍り具合は、下地金属の種類、第1エッチング工程より得られた凹凸のサイズと深さ、まためっきの種類や厚みなどによって異なるため、一概にはいえないが、鈍り具合を制御する上で最も大きな因子はめっき厚みである。クロムめっきの厚みが薄いと、凹凸形状を鈍らせる効果が不十分であり、その凹凸形状を透明フィルム等の透明基材上に転写して得られる防眩処理が施された透明基材(防眩フィルムなど)の光学特性があまり良くならない傾向がある。一方で、めっき厚みが厚すぎると、生産性が悪くなるうえに、ノジュールと呼ばれる突起状のめっき欠陥が発生しやすい。そこで、クロムめっきの厚みは1~10μmの範囲内であるのが好ましく、3~6μmの範囲内であるのがより好ましい。
 当該第2めっき工程で形成されるクロムめっき層は、ビッカース硬度が800以上となるように形成されていることが好ましく、1000以上となるように形成されていることがより好ましい。
 また、上述した〔7〕感光性樹脂膜剥離工程と〔8〕第2めっき工程との間に、第1エッチング工程によって形成された凹凸面をエッチング処理によって鈍らせる第2エッチング工程を含むことが好ましい。第2エッチング工程では、感光性樹脂膜をマスクとして用いた第1エッチング工程によって形成された第1の表面凹凸形状15を、エッチング処理によって鈍らせる。この第2エッチング処理によって、第1エッチング処理により形成された第1の表面凹凸形状15における急峻な表面傾斜部分がなくなり、得られた金型を用いて製造された防眩フィルム等の防眩処理が施された透明基材の光学特性を好ましい方向へ変化させることができる。図7には、第2エッチング処理によって、金型用基材7の第1の表面凹凸形状15が鈍化し、表面傾斜が急峻な部分が鈍らされ、緩やかな表面傾斜を有する第2の表面凹凸形状18が形成された状態が示されている。
 第2エッチング工程のエッチング処理も、第1エッチング工程と同様に、通常、塩化第二鉄(FeCl3)液、塩化第二銅(CuCl2)液、アルカリエッチング液(Cu(NH34Cl2)などを用い、表面を腐食させることによって行なわれるが、塩酸や硫酸などの強酸を用いることもできるし、電解めっき時と逆の電位をかけることによる逆電解エッチングを用いることもできる。エッチング処理を施した後の凹凸の鈍り具合は、下地金属の種類、エッチング手法、および第1エッチング工程により得られた凹凸のサイズと深さなどによって異なるため、一概にはいえないが、鈍り具合を制御する上で最も大きな因子はエッチング量である。ここでいうエッチング量も、第1エッチング工程と同様に、エッチングにより削られる基材の厚みである。エッチング量が小さいと、第1エッチング工程により得られた凹凸の表面形状を鈍らせる効果が不十分であり、その凹凸形状を透明フィルム等の透明基材上に転写して得られる防眩処理が施された透明基材(防眩フィルムなど)の光学特性があまり良くならない傾向にある。一方で、エッチング量が大きすぎると、凹凸形状がほとんどなくなってしまい、ほぼ平坦な金型となってしまう。そこで、エッチング量は1~50μmの範囲内であることが好ましく、4~20μmの範囲内であることがより好ましい。第2エッチング工程におけるエッチング処理についても、第1エッチング工程と同様に、1回のエッチング処理によって行なってもよいし、エッチング処理を2回以上に分けて行なってもよい。エッチング処理を2回以上に分けて行なう場合には、2回以上のエッチング処理におけるエッチング量の合計が1~50μmであることが好ましい。
 以下、実施例および比較例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこの例によって限定されるものではない。
 <実施例1>
 (検査装置の作製)
 株式会社キーエンス製CCDカメラ「CV-H200C」〔192万画素(1600×1200)のCCD撮像素子を搭載〕に、株式会社キーエンス製同軸マクロレンズ「CA-LMA4」(解像度:4.5μm、焦点深度:中心値±0.086mm)を装着し、画像処理手段および第1の演算手段としての株式会社キーエンス製コントローラ「CV-5700」に接続した。マクロレンズCA-LMA4には株式会社キーエンス製スポット照明CA-DPW2を装着し、同軸照明できるようにした。上記CCDカメラ「CV-H200C」は、同軸マクロレンズ「CA-LMA4」を使用した場合、視野が約1mm四方であり、めっき表面上における撮像素子のピクセル1辺の長さに対応する長さは約1μmとなる。したがって、本実施例の検査装置におけるカメラの解像度は4.5μmである(レンズの解像度の方が大きいため)。「CV-5700」は、Ethernet(登録商標)を介して、第1の制御手段、記憶手段および第2の演算手段としてのデル株式会社製パーソナルコンピュータ「Vostro220」に接続した。上述のレンズが装着されたCCDカメラは、レンズが検査対象である金型めっき表面に対向するように、カメラ移動手段であるSUS株式会社製電動アクチュエータ「XA-42L-250EBW」に装着した。電動アクチュエータによりカメラと金型めっき表面との距離を調整することができる。電動アクチュエータは、第2の制御手段およびカメラ位置検出手段としてのSUS株式会社製コントローラ「XA-S4」に接続し、コントローラはRS232Cを介して上記パーソナルコンピュータ「Vostro220」に接続した。なお、本検査装置においては、パーソナルコンピュータ「Vostro220」は、コントローラ「CV-5700」に対しシャッタートリガ信号を送信し、該信号に基づきカメラは撮像を行なう。
 (金型めっき表面の欠陥検査)
 上記検査装置を用いて、上記方法により作製したクロムめっき表面を有する金型(側面全体に表面凹凸を有する円筒状ロール)の欠陥検査を行なった。すなわち、パーソナルコンピュータ「Vostro220」によりコントローラ「CV-5700」に対しシャッタートリガ信号を送信するとともに、電動アクチュエータのコントローラ「XA-S4」から、シャッタートリガ信号送信時の電動アクチュエータの現在座標を取得する操作を、カメラと金型めっき表面との距離を変えて複数回行なった。取得した電動アクチュエータの位置座標は、パーソナルコンピュータ「Vostro220」に記憶される。
 一方、コントローラ「CV-5700」により、撮影された画像に対してエッジ抽出フィルタ処理を行ない、クロムめっき表面に形成されている網目状パターンを強調させた。当該フィルタ処理においては、コントローラ「CV-5700」に搭載されている「エッジ抽出X方向フィルタ」および「エッジ抽出Y方向フィルタ」をそれぞれ1回適用した。図8は、上記検査装置を用いて撮像されたクロムめっき表面の焦点位置での撮影画像(エッジ抽出フィルタ処理なし)であり、図9は、図8に示される画像に対して上記のエッジ抽出フィルタを適用した後の処理画像である。これらの図の比較から明らかなように、エッジ抽出フィルタ処理により、めっき表面の網目パターンが強調された画像が得られることがわかる。
 コントローラ「CV-5700」により、エッジ抽出フィルタ処理後の画像について明度分散値の計算を行なった。具体的には、コントローラ「CV-5700」に搭載されている計測モード「濃淡検査」を選択して明度分散値を計算した。計算された明度分散値はEthernet(登録商標)を介してパーソナルコンピュータ「Vostro220」に送信される。
 図10は、上記のようにして得られた、電動アクチュエータの位置座標と、エッジ抽出フィルタ処理画像の明度分散値との関係を示す図である。横軸の「移動距離」は電動アクチュエータの位置座標に相当し、具体的には、最初の撮影時からの電動アクチュエータの移動距離を意味している。縦軸は、エッジ抽出フィルタ処理画像の明度分散値に相当し、最も明度分散値が高い処理画像の明度分散値を1として、明度分散値を規格化したものである。そして、計6点の移動距離におけるめっき表面の撮影画像(エッジ抽出フィルタ処理なしのもの)を併せて示している。図示されるように、明度分散値が最も高いカメラ位置(移動距離+0.050mmの位置)で合焦性が最も高い画像を得ることができた。
 電動アクチュエータの位置を、移動距離+0.050mmの位置に再度調整し、鮮明な画像を取得することにより、欠陥の状態を良好に確認することができた。
 また、本実施例の検査装置(ただし、さらなるアクチュエータを用いて、カメラを、ロール状金型の側面(凹凸表面)に沿うように、ロール状金型の長さ方向にも移動できるようにしている)のオートフォーカス効果についてさらに検証した。具体的には、クロムめっき表面を有するロール状金型を、カメラレンズと金型のめっき表面との距離が、金型長さ方向に関して一定でない状況において、カメラを金型長さ方向へ移動させたときの画像の合焦性を確認した。結果を図11に示す。図11の横軸「Position」は、金型めっき表面からのカメラの距離(mm)を示している。また、縦軸「AF offset」は、焦点深度の中心値からのカメラレンズの距離(mm)である。使用したレンズ「CA-LMA4」の焦点深度は、中心値±0.086mmである。図中の「AF-ON」と記載された画像は、本実施例の装置のオートフォーカス機能を適用した場合の画像であり、「AF-OFF」と記載された画像は、オートフォーカス機能を適用しない場合の画像である。「AF-OFF」の画像は、Position 0mmでの焦点位置から、カメラレンズ-金型表面間の距離を変えることなく撮影したものである。また、図中のドットは、オートフォーカス機能によって検出されたそのPositionにおける、焦点の合った画像が得られるカメラレンズ位置(焦点深度の中心値からの位置)であり、そのいくつかの画像を「AF-ON」の画像として示している。
 図示されるように、オートフォーカス機能を適用しない場合には、Position 0mm付近では焦点が合っているものの、カメラレンズと金型のめっき表面との距離が金型長さ方向に関して一定でないために、異なるPositionにおいては焦点の合っていない画像が得られた(たとえば、右3つの「AF-OFF」画像)。一方、オートフォーカス機能を適用した場合には、カメラレンズと金型のめっき表面との距離が焦点深度範囲から外れるようなPositionにおいても、焦点の合った鮮明な画像を得ることができた(たとえば、右2つの「AF-ON」画像)。
 <比較例1>
 エッジ抽出処理を行なうことなく、カメラ撮影により取得した画像そのものから得られる明度分散値を利用した(すなわち、画像処理手段を有しない)こと以外は実施例1と同様にして、明度分散値が最大となるカメラ位置を検出した。図12は、このようにして得られた、電動アクチュエータの位置座標と、画像(エッジ抽出フィルタ処理なし)の明度分散値との関係を示す図である。横軸および縦軸の意味は図10と同じである。図示されるように、電動アクチュエータの移動距離が+0.050mmの地点で最も焦点の合った鮮明な画像が得られるが、最も高い明度分散値が得られるのは、移動距離-0.050mmの地点であり、0.100mmの開きがある。使用したレンズ「CA-LMA4」の焦点深度は、中心値±0.086mmであるから、これは許容できる誤差ではない。
 最も焦点の合ったカメラ位置と最も高い明度分散値が得られるカメラ位置とが一致しないのは、上述のとおり、金型の表面凹凸が焦点の外れた位置で最も多くの影を生じさせるためである。このように、従来のコントラスト検出方式では、欠陥検査を行なうのに十分に鮮明な金型表面画像を得ることができないことがわかった。
 7 金型用基材、8 研磨工程によって研磨された表面、9 感光性樹脂膜、10 露光工程において露光された感光性樹脂膜、11 露光工程において露光されない感光性樹脂膜、12 マスク、13 マスクの無い箇所、14 エッチングによって段階的に形成される表面、15 第1エッチング工程後の基材表面(第1の表面凹凸形状)、16 クロムめっき層、17 クロムめっきの表面、18 第2エッチング工程後の基材表面(第2の表面凹凸形状)、101 照明、102 カメラ、103 画像処理手段、104 第1の演算手段、105 カメラ移動手段、106 合焦位置検出手段、107 第1の制御手段、108 第2の制御手段、109 カメラ位置検出手段、110 記憶手段、111 第2の演算手段。

Claims (7)

  1.  表面にめっき層を有する防眩処理用金型のめっき表面を検査するための検査装置であって、
     めっき表面の少なくとも一部に光を照射する照明と、
     光照射される領域のめっき表面の画像を取得するための、解像度が250μm以下であるカメラと、
     前記画像に対してエッジ抽出フィルタ処理を行ない、処理画像を得る画像処理手段と、
     前記処理画像の明度分散値を計算する第1の演算手段と、
     前記カメラを移動させて、前記カメラと前記めっき表面との間の距離を変化させるカメラ移動手段と、
     前記明度分散値が最大となるカメラ位置を検出する合焦位置検出手段と、
    を備える検査装置。
  2.  前記合焦位置検出手段は、
     前記カメラの撮像を制御する第1の制御手段と、
     前記カメラ移動手段の駆動を制御する第2の制御手段と、
     カメラ位置を検出するカメラ位置検出手段と、
     前記カメラ位置検出手段から出力されるカメラ撮像時のカメラ位置、および、前記第1の演算手段から出力される、前記カメラ撮像から得られる明度分散値を記憶する記憶手段と、
     前記記憶手段に記憶されたカメラ位置および明度分散値に基づいて、明度分散値が最大となるカメラ位置を決定する第2の演算手段と、
    を含む請求項1に記載の検査装置。
  3.  前記合焦位置検出手段によって検出された明度分散値が最大となるカメラ位置にカメラを移動させて画像を取得し、該画像を用いてめっき表面の検査を行なう請求項1に記載の検査装置。
  4.  前記防眩処理用金型を移動または回転させることにより、めっき表面における光照射される領域を移動させる金型移動手段をさらに備える請求項1に記載の検査装置。
  5.  前記照明が、前記カメラの光軸と同軸上から照射する同軸照明である請求項1に記載の検査装置。
  6.  前記めっき層がクロムめっき層である請求項1に記載の検査装置。
  7.  前記めっき層がクロムめっき層である請求項5に記載の検査装置。
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