表面具有微细凹凸结构的构件的检查装置及检查方法、表面具有阳极氧化铝层的构件的 ...的制作方法
【专利摘要】本发明提供能够简便地检查阳极氧化铝表面的微细凹凸结构的形状、阳极氧化铝的厚度的检查装置和检查方法等。本发明的阳极氧化铝的检查装置的特征在于，其具备：照射单元（22），对检查对象的阳极氧化铝照射光；摄像单元（24），对通过偏振单元的光进行拍摄；偏振单元（28），使从照射单元照射出的光偏振；以及图像处理单元（26），基于由使用摄像单元拍摄出的图像获得的颜色信息来判断阳极氧化铝的状态是否良好。
【专利说明】表面具有微细凹凸结构的构件的检查装置及检查方法、表面具有阳极氧化铝层的构件的制造方法、以及光学薄膜的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及表面具有微细凹凸结构的构件的检查装置及检查方法、表面具有阳极氧化铝层的构件的制造方法、以及光学薄膜的制造方法。
【背景技术】
[0002]表面形成有表面间距为可见光波长以下的微细凹凸结构的薄片等构件由于表现超亲水性、超疏水性、低反射等功能，其有用性正受到关注。特别是已知被称为蛾眼(Moth-eye)结构的微细凹凸结构的折射率从空气的折射率向构件材料的折射率连续变化，因此表现优异的防反射功能。
[0003]作为这种表面具有微细凹凸结构的构件的制造方法，已知有(i)对基材本身的表面直接加工而形成表面具有微细凹凸结构的构件的方法；(ii)使用表面形成有与构件表面的微细凹凸结构互补的微细凹凸结构的转印模具，转印模具的微细凹凸结构转印到透明基材等构件本身的表面的方法(例如专利文献I)等，在生产率等观点方面，(?)的方法在工业上优异。
[0004]作为在模具的外表面形成反转结构的方法，已知有电子束绘制法、激光干涉法等。近年来，作为能够更简单地形成反转结构的方法，将铝基材的表面阳极氧化的方法正在受到关注(例如参照专利文献2)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本特开2010-201641号公报
[0008]专利文献2:日本特开2005-156695号公报
【发明内容】
_9] 发明要解决的问题
[0010]通过将铝基材的表面阳极氧化而形成的阳极氧化铝层为铝的氧化覆膜(耐酸铝)，具有间距为可见光波长以下的多个细孔(微细凹凸结构)。
[0011]这种具有微细凹凸结构的阳极氧化铝层中，阳极氧化时浸溃铝基材的电解液的浓度、温度有不均匀或者铝基材表面的性状有参差时，会有阳极氧化铝层表面的微细凹凸结构的形状(细孔深度、内径、细孔间的间距等)、阳极氧化铝的厚度等出现不均匀的情况。这种情况下，无法对薄片构件等转印最适合的微细凹凸结构。
[0012]另外，作为阳极氧化铝的材料的铝基材可以使用纯度高的铝基材，但用于制造纯度闻的招基材的闻纯度招的晶粒易因铸造等而粗大化，在招基材中会出现肉眼也能够观察到的程度的粗晶粒。因此， 使用这种铝基材制造出的模具的阳极氧化铝的表面也会出现同样的晶界图案。对此，目前为了将由于晶粒而产生的图案微细化且均匀化，实施通过压延、挤出和锻造等来制造招基材。然而，即使实施这种工序，锻造肖II的铸造时的粗大晶粒的痕迹有时也会根据加工方向、重复次数等条件而形成晶体取向的不均并残留在铝基材中，该斑痕会在由铝基材加工而成的具有微细凹凸结构的模具(主要为基材表面)中以肉眼难以确认的流痕形式残留。这种情况下，流痕会被转印给薄片构件等。
[0013]进而，对于具备这种具有微细凹凸结构的阳极氧化铝层的模具，为了改善成型品的脱模性而在表面附着脱模剂。该脱模剂过量附着在具有阳微细凹凸结构的阳极氧化铝层的表面时，会产生微细凹凸结构被脱模剂掩埋、无法将最合适的微细凹凸结构转印到透明基材等的表面的问题。另一方面，脱模剂的量过少时，会有无法获得期望的脱模性的问题。
[0014]如上所述的阳极氧化铝层表面的微细凹凸结构的形状不均匀、铝基材的残留、脱模剂的过量或过少的附着会对表面具有微细凹凸结构的薄片构件的生产造成不良影响。因此，需要检查阳极氧化铝的表面状态是否良好，但问题是目前为止不存在简便的检查方法。
[0015]本发明的目的在于，提供能够简便地检查上述那样的模具等中所使用的阳极氧化铝等具有微细凹凸结构的构件的表面状态的检查装置及检查方法，以及提供表面具备具有表面状态良好的微细凹凸结构的阳极氧化铝的构件的制造方法。
[0016]用于解决问题的方案
[0017]本发明的发明人等鉴于上述问题进行了深入研究，结果发现，根据阳极氧化铝等具有微细凹凸结构的构件的表面状态是否良好，由这种具有微细凹凸结构的构件的表面反射的光的颜色会发生变化。即，发现由阳极氧化铝反射的光的颜色反映出具有微细凹凸结构的构件的表面状态是否良好的影响。
[0018]进而，本发明的发明人等发现，由具有微细凹凸结构的表面反射的光包含关于具有微细凹凸结构的构件的表面状态是否良好的信息，该反射光根据具有微细凹凸结构的构件的表面状态朝着与形成有阳极氧化铝的表面垂直的方向、或者与形成有阳极氧化铝的表面平行的方向发生偏振。
[0019]而且发现，通过利用偏振板等将偏振方向设置为适当的方向，由阳极氧化铝的表面反射的反射光的颜色变化被增强，从而完成了本发明。
[0020]根据本发明，能够提供构件的检查装置，所述构件是表面具有由多个细孔形成的微细凹凸结构的构件，该装置具备:照射单元，对检查对象的构件照射照射光；摄像单元，对由构件反射出的反射光进行拍摄；偏振单元，使照射光或朝向摄像单元入射的反射光偏振；以及图像处理单元，基于由使用摄像单元拍摄出的图像获得的颜色信息来判断构件的表面状态是否良好。
[0021〕 根据具有这种结构的本发明，可以简便地检查具有微细凹凸结构的表面的状态是否良好。
[0022]根据本发明的其他优选实施方式，偏振单元是以偏振方向相对于与摄像单元的光轴和构件的表面接触的点处的切面相垂直的方向为-50°?50°的方式配置的。
[0023]根据本发明的其他优选实施方式，偏振单元是以偏振方向相对于与摄像单元的光轴和构件的表面接触的点处的切面相平行的方向为-50°?50°的方式配置的。
[0024]根据本发明的其他优选实施方式，图像处理单元判断构件的表面处的脱模剂的附着状态。
[0025]根据本发明的其他优选实施方式，图像处理单元制作能够判断构件的流痕的输出。
[0026]根据本发明的其他优选实施方式，上述构件为表面形成有具有微细凹凸结构的阳极氧化铝层的构件。
[0027]根据本发明的其他优选实施方式，图像处理单元还判断阳极氧化铝层的微细凹凸结构的状态。
[0028]根据本发明的其他优选实施方式，摄像单元是以其光轴与构件的表面的法线成45。以上且小于90。的角度配置的。
[0029]根据本发明的其他优选实施方式，摄像单元输出如8图像信号作为颜色信息，图像处理单元基于如8图像信号来判断构件的表面状态。
[0030]根据本发明的其他优选实施方式，摄像单元输出如8图像信号作为颜色信息，图像处理单元具有将如8图像信号转换为表色系统信息的转换部，基于表色系统信息来判断构件的表面状态。
[0031]根据本发明的其他实施方式，能够提供一种检查方法，其特征在于，其是构件的检查方法，所述构件是表面具有由多个细孔形成的微细凹凸结构的构件，该方法具备:照射步骤，对检查对象的构件照射照射光；以及摄像步骤，对由构件的表面反射的反射光进行拍摄，利用偏振单元使照射光或要被拍摄的反射光偏振，方法还具备:图像处理步骤，基于由拍摄出的图像获得的颜色信息来判断构件的表面状态是否良好。
[0032]根据具有这种结构的本发明，能够简便地检查具有微细凹凸结构的表面的状态是否良好。
[0033]根据本发明的其他优选实施方式，偏振方向相对于与摄像单元的光轴和构件接触的点处的切面相垂直的方向成-50°?50。。
[0034]根据本发明的其他优选实施方式，偏振方向相对于与摄像单元的光轴和构件接触的点处的切面相平行的方向成-50°?50°。
[0035]根据本发明的其他优选实施方式，在图像处理步骤中，判断构件的表面处的脱模剂的附着状态。
[0036]根据本发明的其他优选实施方式，在图像处理步骤中，制作能够判断构件的流痕的输出。
[0037]根据本发明的其他优选实施方式，上述构件为表面形成有具有微细凹凸结构的阳极氧化铝层的构件。
[0038]根据本发明的其他优选实施方式，在图像处理步骤中，判断阳极氧化铝层的微细凹凸结构的状态。
[0039]根据本发明的其他优选实施方式，摄像单元是以其光轴与构件的表面的法线成45。以上且小于90。的角度配置的。
[0040]根据本发明的其他优选实施方式，摄像单元输出如8图像信号作为颜色信息，在图像处理步骤中，基于如8图像信号来判断构件的表面状态。
[0041]根据本发明的其他优选实施方式，摄像单元输出如8图像信号作为颜色信息，在图像处理步骤中，如8图像信号被转换为表色系统信息，基于表色系统信息来判断上述构件的表面状态。
[0042]根据本发明的其他实施方式，能够提供表面具有阳极氧化铝层的构件的制造方法，其特征在于，该方法具备：通过对铝基材的表面进行阳极氧化从而在铝基材的表面形成阳极氧化铝层的步骤；使脱模剂附着在阳极氧化铝层的表面的步骤；以及通过上述检查方法检查脱模剂的附着状态的步骤。
[0043]根据本发明的其他实施方式，能够提供表面具有阳极氧化铝层的构件的制造方法，其特征在于，该方法具备：通过对铝基材的表面进行阳极氧化从而在铝基材的表面形成阳极氧化铝层的步骤；以及检查上述阳极氧化铝的步骤。
[0044]根据本发明的其他实施方式，能够提供表面具有阳极氧化铝的构件的制造方法，其特征在于，该方法具备：通过对铝基材的表面进行阳极氧化从而在铝基材的表面形成阳极氧化铝层的步骤；以及通过上述检查方法检查有无流痕的步骤。
[0045]根据本发明的其他实施方式，能够提供光学薄膜的制造方法，其转印由上述制造方法制造的构件的表面形状来制造光学薄膜。
[0046]发明的效果
[0047]根据本发明，能够简便地检查用于模具等的阳极氧化铝等具有微细凹凸结构的构件的表面状态，另外能够制造表面具有微细凹凸结构的形状良好的阳极氧化铝的构件。
【专利附图】
【附图说明】
[0048]图I是显示本发明实施方式的表面具有阳极氧化铝的模具的制造方法的各工序的示意性截面图。
[0049]图2是显示本发明优选实施方式的阳极氧化铝的检查装置的示意性俯视图。
[0050]图3是显示本发明优选实施方式的阳极氧化铝的检查装置的示意性侧视图。
[0051]图4显示本发明优选实施方式的阳极氧化铝的检查装置的示意性后视图。
[0052]图5是表面具有阳极氧化铝的模具的表面的图像。
[0053]图6是将由使用光轴的角度Θ I为5°的摄像单元拍摄出的图像获得的、图5的线102的在各个像素下的相对于正常部分的色相差绘制而成的图。
[0054]图7是将光轴角度Θ I设为15°的、与图6相同的图。
[0055]图8是将光轴角度Θ I设为25°的、与图6相同的图。
[0056]图9是将光轴角度Θ I设为35°的、与图6相同的图。
[0057]图10是将光轴角度Θ I设为45°的、与图6相同的图。
[0058]图11是将光轴角度Θ I设为55°的、与图6相同的图。
[0059]图12是将光轴角度Θ I设为65°的、与图6相同的图。
[0060]图13是将光轴角度Θ I设为75°的、与图6相同的图。
[0061]图14是将光轴角度Θ I设为85°的、与图6相同的图。
[0062]图15是将各个光轴角度Θ I的图5的线102的在各个像素下的相对于正常部分的色相差的最大值绘制而成的图。
[0063]图16是以异常部分的峰值作为纵轴、以偏振板的偏振方向L2相对于法线的角度Θ 2作为横轴绘制而成的本发明实施例的图。
[0064]图17是显示下述结果的图，使用图2的检查装置拍摄脱模处理前的模具，用图像处理装置由RGB图像信号转换为色相（H)信号，提取出模具纵向中央附近一周的结果。
[0065]图18是显示下述结果的图，使用图2的检查装置拍摄脱模处理后的模具，用图像处理装置由RGB图像信号转换为色相（H)信号，提取出模具纵向中央附近一周的结果。
[0066]图19是显示下述结果的图，使用图2的检查装置拍摄去除附着的脱模剂后的模具，用图像处理装置由RGB图像信号转换为色相（H)信号，提取出模具纵向中央附近一周的结果。
[0067]图20是组装有由本发明优选实施方式的制造方法制造的模具的构件(光学薄片）制造装置的概略图。
[0068]图21是由摄像单元拍摄出的、表面具有阳极氧化铝的模具的表面的图像。
[0069]图22是表面具有微细凹凸结构的光学薄片的拍摄图像。
【具体实施方式】
[0070]接着，按照图对本发明优选实施方式的表面具有阳极氧化铝的模具的检查装置及检查方法进行说明。
[0071]首先，对作为本发明优选实施方式的阳极氧化铝的检查装置及成为检查方法的检查对象的表面设置有阳极氧化铝层的构件、即本发明优选实施方式的表面具有阳极氧化铝层的上述那样的模具的制造方法进行说明。
[0072]本实施方式的表面具有阳极氧化铝的模具的制造方法具备：通过对铝基材的表面进行阳极氧化从而得到表面具有阳极氧化铝的构件的工序（阳极氧化工序)、检查阳极氧化铝的微细凹凸结构的状态的工序(第I检查工序)、根据需要修复阳极氧化铝的工序(第I修复工序)、使脱模剂附着在阳极氧化铝表面的工序(脱模处理工序)、通过本发明的检查装置及方法检查脱模剂的附着状态的工序(第2检查工序)、以及根据需要修复脱模剂的附着状态的工序(第2修复工序)。
[0073]上述模具的制造中的阳极氧化工序依照以下工序（a)?（f)的顺序进行。
[0074]工序（a)?（f)为：
[0075](a)第I氧化覆膜形成工序，在电解液中、恒定电压下对镜面化了的铝基材进行阳极氧化从而在铝基材表面形成氧化覆膜；
[0076](b)氧化覆膜去除工序，去除氧化覆膜，在铝基材表面形成阳极氧化的细孔发生占.
[0077](c)第2氧化覆膜形成工序，在电解液中、恒定电压下对形成有细孔发生点的铝基材再次进行阳极氧化，形成具有与细孔发生点相对应的细孔的氧化覆膜；
[0078](d)孔径扩大处理工序，使细孔的直径扩大；
[0079](e)氧化覆膜生长工序，工序（d)后，在电解液中、恒定电压下再次进行阳极氧化；
[0080](f)重复工序，重复进行孔径扩大处理工序（d)和氧化覆膜生长工序（e)，得到具有多个细孔的阳极氧化铝形成于铝基材表面的微细的凹凸形状图案。
[0081]采用具有工序（a)?（f)的方法，在镜面化了的铝基材表面形成具有直径自开口部向深度方向逐渐缩小的圆锥形状、且周期性排列的多个细孔，结果得到表面形成有具有多个细孔(微细凹凸结构）的阳极氧化铝的模具。
[0082]也可以根据转印了模具表面的材料的用途，从工序（C)开始进行而不进行工序(a)，尽管会使细孔排列的规整性略微降低
[0083]本实施方式中，作为铝基材使用了圆筒状的铝基材，也可以使用平板状的铝基材。[0084]以下，详细说明工序（a)?（f)。
[0085]工序（a):
[0086]在工序（a)之前，进行利用车刀切削铝基材的表面从而形成镜面的镜面处理。另夕卜，在工序（a)之前，也可以进行去除铝基材表面的氧化覆膜的前处理。作为去除氧化覆膜的方法，可列举出浸溃于铬酸/磷酸混合液的方法等。
[0087]通过在电解液中、恒定电压下对图I (a)所示的镜面化了的铝基材10的表面进行阳极氧化，如图I (b)所示地在铝基材10的表面形成具有细孔12的氧化覆膜14。
[0088]作为电解液，可列举出酸性电解液、碱性电解液，优选酸性电解液。作为酸性电解液，可列举出草酸、硫酸、它们的混合物等。
[0089]使用草酸作为电解液时，草酸的浓度优选为O. 7M以下。草酸的浓度超过O. 7M时，会有阳极氧化时的电流值变得过高而氧化覆膜的表面变粗糙的情况。
[0090]另外，通过将阳极氧化时的电压设为30?60V，能够得到表面形成有具有间距为IOOnm左右的规整性高的细孔的阳极氧化铝的模具。阳极氧化时的电压无论比该范围高还是低，均会有规整性下降的倾向，有时间距变得比可见光的波长大。
[0091]电解液的温度优选为60°C以下，更优选为45°C以下。电解液的温度超过60°C时，会有引起所谓“镀层灰暗并有斑点”的现象的倾向，会有细孔被破坏、或者表面熔化而打乱细孔的规整性的情况。
[0092]使用硫酸作为电解液时，硫酸的浓度优选为O. 7M以下。硫酸的浓度超过O. 7M时，会有阳极氧化时的电流值变得过高而变得无法维持恒定电压的情况。
[0093]另外，通过将阳极氧化时的电压设为25?30V，能够得到表面形成有具有间距为63nm左右的规整性高的细孔的阳极氧化铝的模具。阳极氧化时的电压无论比该范围高还是低，均会有规整性下降的倾向，有时间距变得比可见光的波长大。
[0094]工序（a)中，通过长时间实施阳极氧化而使所形成的氧化覆膜14变厚，能够提高细孔排列的规整性，但此时，通过将氧化覆膜14的厚度设为O. 01?30 μ m以下，可以进一步抑制由于晶界产生的巨大凹凸，能够得到更加适合于光学用途的构件的制造中的模具。
[0095]氧化覆膜14的厚度更优选为O. 5?10 μ m，进一步优选为I?3 μ m。氧化覆膜14的厚度可以用场发射型扫描电子显微镜等进行观察。
[0096]工序（b):
[0097]通过去除由工序（a)形成的氧化覆膜14，如图I (C)所示，使在位于被去除的氧化覆膜14下方的铝基材(被称为阻隔层。）上对应于细孔12形成的周期性的凹坑、即细孔发生点16露出。
[0098]先去除所形成的氧化覆膜14，形成阳极氧化的细孔发生点16，由此可以提高最终形成的细孔的规整性(例如，参照益田、“应用物理”、2000年、第69卷、第5号、p. 558。）。
[0099]作为去除氧化覆膜14的方法，可列举出利用不使铝溶解而选择性溶解氧化铝的溶液进行去除的方法。作为这种溶液，例如可列举出铬酸/磷酸混合液等。
[0100]工序（C):
[0101]在电解液中、恒定电压下对形成有细孔发生点16的铝基材10再次进行阳极氧化，再次形成氧化覆膜。
[0102]工序（C)中，在与工序（a)相同的条件（电解液浓度、电解液温度、化成电压等）下进行阳极氧化。
[0103]由此，如图I (d)所示，能够形成形成有圆柱状细孔12’的氧化覆膜14’。工序（C)中，越延长阳极氧化的时间，能够得到越深的细孔，但例如在制造用于制造防反射构件等光学构件的模具的情况下，此处只要形成O. 01?O. 5 μ m左右的氧化覆膜即可，没有必要形成工序（a)中形成的那么厚的氧化覆膜。
[0104]工序（d):
[0105]工序（C)后，进行使工序（C)中形成的细孔12’的直径扩大的孔径扩大处理，如图
I(e)所示，使细孔12’的直径扩大而成为细孔12”。
[0106]作为孔径扩大处理的具体方法，可列举出浸溃于溶解氧化铝的溶液中，从而通过蚀刻使工序（c)中形成的细孔的直径扩大的方法。作为这种溶液，例如可列举出5质量％左右的磷酸水溶液等。越延长工序（d)的时间，细孔的直径变得越大。
[0107]工序（e):
[0108]再次进行阳极氧化，形成如图1(f)所示那样的自工序（d)中直径扩大了的细孔12”的底部向下方延伸的小直径的细孔18。
[0109]阳极氧化按照与工序（C)相同的条件进行即可。越延长阳极氧化的时间，能够得到越深的细孔。
[0110]工序（f):
[0111]通过重复进行工序（d)和工序（e)，如图I (g)所示，细孔的形状成为自开口部向深度方向直径逐渐缩小的圆锥形状。其结果，能够得到表面形成有具有周期性的多个细孔的阳极氧化铝的模具R。优选最后以工序（d)结束。
[0112]通过适当设定工序（d)和工序（e)的条件、例如阳极氧化的时间及孔径扩大处理的时间，能够形成各种形状的细孔。因此，根据要由模具制造的构件的用途等来适当设定这些条件即可。另外，在该模具为制造防反射膜等防反射构件的模具时，通过如此恰当地设定条件，可以任意变更细孔的间距、深度，因此还能够设计最适合的折射率变化。
[0113]如此获得的模具在表面形成有多个周期性的细孔，结果使表面具有微细凹凸结构。而且，该微细凹凸结构中的细孔的间距为可见光的波长以下、即400nm以下时，形成所谓的蛾眼结构。
[0114]其中，“间距”是指从微细凹凸结构的凹部(细孔）的中心到与其相邻的凹部(细孔）的中心的距离。间距比400nm大时，会引起可见光的散射，不表现充分的防反射功能，所以不适合制造防反射膜等防反射构件。
[0115]模具为制造防反射膜等防反射构件的模具时，细孔的间距为可见光的波长以下，并且细孔的深度优选为50nm以上、更优选为IOOnm以上。
[0116]深度是指从微细凹凸结构的凹部(细孔）的开口部到最深部的距离。
[0117]细孔的深度为50nm以上时，通过模具表面的转印形成的光学用途的构件的表面、即转印面的反射率下降。
[0118]另外，模具的细孔的深宽比(深度/间距)优选为I. O?4.0，更优选为I. 3?3. 5，进一步优选为I. 8?3. 5，最优选为2. O?3. O。深宽比为1.0以上时，能够形成反射率低的转印面，其入射角依赖性、波长依赖性也变得足够小。深宽比大于4. O时,会有转印面的机械强度降低的倾向。[0119]模具的形成有微细凹凸结构的表面还可以实施脱模处理以使脱模变得容易。作为脱模处理的方法，例如可列举出涂覆有机硅系聚合物、氟聚合物的方法；蒸镀氟化物的方法；涂覆氟系或氟硅系的硅烷化合物的方法；等。
[0120]如此制作的模具例如可以用于下述制造薄片的用途：在该模具与透明基材薄膜之间夹持活性能量射线固化性树脂组合物，对活性能量射线固化性树脂组合物照射活性能量射线使该活性能量射线固化性树脂组合物固化，制造出在基材薄膜上形成有具有与模具表面(氧化铝表面）的微细凹凸结构互补的形状的固化层的薄片(例如参照专利文献I)。
[0121]接着，对利用如上所述的方法等制造的、外周面形成有氧化铝层的模具R的检查装置及方法进行说明。该检查装置被用于检查阳极氧化铝的微细凹凸结构的状态的工序(第I及第2检查工序)。
[0122]图2至图4是显示本发明优选实施方式的阳极氧化铝的检查装置20的示意性俯视图、侧视图及后视图。
[0123]检查装置20具备：旋转单元(未图示)，支撑表面形成有具有多个细孔(微细凹凸结构）的阳极氧化铝层的辊状模具R，并使其以纵向轴线为中心旋转；照明装置(照射单元）22，对模具R的外表面照射沿模具R的轴向延展的线状光线；彩色线阵CCD照相机(摄像单元）24，对由照明装置22照射、并由模具R的外周面反射的光进行拍摄；图像处理装置（图像处理单元）26，处理来自彩色线阵CCD照相机24的图像信号；以及移动单元(未图示)，使模具R、照明装置22及彩色线阵CCD照相机24沿着模具R的纵向相对移动。
[0124]检查装置20还具备偏振板28，配置在彩色线阵CXD照相机24的前方、使朝向彩色线阵CXD照相机24入射的光偏振。
[0125]因为阳极氧化铝、脱模剂通常为透明的，所以由阳极氧化铝的表面反射的光、入射至阳极氧化铝层的光根据阳极氧化铝的微细凹凸结构的形状(细孔的深度、内径，细孔间的间距等)、阳极氧化铝的厚度、脱模剂的厚度而成为发生偏振的光。因此，通过将透过偏振光的偏振板设置在彩色线阵CCD照相机24的前方，可以选择性接收透过阳极氧化铝层的光，所以可以更准确地检出阳极氧化铝的缺陷。
[0126]配置照明装置22使得线状光线以沿着模具R的纵向轴线延展的取向照射到模具R的外周面。作为照明装置22，可列举出高频点灯的荧光灯点灯装置、条棒照明（rodillumination)、线状配置的光纤照明、LED照明等。
[0127]彩色线阵CXD照相机24是一维配置有多个彩色CXD元件的照相机，用彩色CXD元件接收由照明装置22照射、并由模具R的阳极氧化铝反射的光，逐个像素地输出RGB图像信号。
[0128]彩色线阵CCD照相机24被配置成直线状延长的拍摄范围能够使得沿着模具R的纵向轴线延展地照射到模具R的外周面。
[0129]另外，彩色线阵CXD照相机24优选如下配置：彩色线阵CXD照相机24的光轴LI的角度Θ1 (图3)相对于光轴LI和处于拍摄范围内的模具R的阳极氧化铝接触的点处的表面(切面）的法线NI成45?89. 9°。
[0130]角度Θ1为45°以上时，与阳极氧化铝的微细凹凸结构相对应的、来自阳极氧化铝的反射光的颜色明确地显现。从排除噪音的影响的观点出发，角度Θ I优选为65°以上，更优选为70°以上，进一步优选为80°以上。另一方面，角度Θ1为90°以上时，难以拍摄，因此角度9 1设为低于90。。
[0131]角度0 1为89.9°附近时，对于模具I？的圆周方向的拍摄范围变大而使拍摄分辨率下降，因此也可以在模具I？的拍摄视场附近设置狭缝等来抑制拍摄分辨率的降低。
[0132]需要说明的是，摄像单元只要配置成能够接收由照射单元照射到模具、并由模具尺反射的光即可，优选配置成摄像单元的光轴与照射单元的光轴相对于法线附对称。
[0133]阳极氧化铝通常是透明的，因此由阳极氧化铝的表面反射的光、入射至阳极氧化铝层的光根据阳极氧化铝的微细凹凸结构的形状(细孔的深度、内径，细孔间的间距等 ?、阳极氧化铝的厚度而成为发生偏振的光。
[0134]偏振板的偏振方向根据阳极氧化铝的微细凹凸结构的形状、阳极氧化铝的厚度适当地选择与形成有阳极氧化铝的平面相垂直的方向或者与形成有阳极氧化铝的平面相平行的方向的任一者。
[0135]本实施方式中，偏振板28的偏振方向以相对于与摄像单元的光轴和模具接触的点处的模具的切面中的形成有阳极氧化铝的平面相垂直的方向或者与形成有阳极氧化铝的平面相水平的方向成-50°?50°的方式配置。
[0136]角度为-50°?50°的范围时，与没有偏振板时相比，检出灵敏度为同等或同等以上。为-45°?45。的范围时，与没有偏振板时相比，检出灵敏度明显变高；为-30。?30。的范围时，检出灵敏度进一步变高；为-15°?15。的范围时，检出灵敏度变得更高；0°为最优选。
[0137]接着，按照图2至图4详细说明偏振板28产生的偏振方向。
[0138]如图4所示地配置偏振板28，使得处于拍摄范围内的模具I？的阳极氧化铝层的表面(切面)的法线附与偏振板28的偏振方向12所成角度0 2处于规定范围内。
[0139]其中，法线附与偏振方向12相一致时，附与12所成角度设为0度。
[0140]本申请中，如图4所示，后方观察时，偏振方向12相对于法线附顺时针旋转的情况下，附与[2所成角度设为0度?180度；偏振方向12相对于法线附逆时针旋转的情况下，附与12所成角度设为0?-180度。
[0141]本实施方式中，优选的是，根据检查对象的阳极氧化铝的微细凹凸结构的形状、阳极氧化铝的厚度，以法线附与偏振板的偏振方向[2的角度0 2为-50°?50。及40。?140°中的任一者的方式配置。
[0142]角度0 2为-50°?50。时，能够有效拍摄纵向偏振光，因此能够有效检查反射光向与形成有阳极氧化铝的平面相垂直的方向偏振的模具，所述反射光充分包含阳极氧化铝的微细凹凸结构的形状、阳极氧化铝的厚度等信息。
[0143]另外，角度0 2为40。?140°时，能够有效拍摄横向偏振光，因此能够有效检查反射光向与形成有阳极氧化铝的平面相水平的方向偏振的模具，所述反射光充分包含阳极氧化铝的微细凹凸结构的形状、阳极氧化铝的厚度等信息。
[0144]图像处理装置26具备:判断部(未图示),基于由使用彩色线阵照相机24拍摄出的图像获得的如8图像信号(颜色信息),判断模具I？的表面状态是否良好即阳极氧化铝的微细凹凸结构的形状(细孔的深度、内径，细孔间的间距等?、阳极氧化铝的厚度、流痕的有无、及脱模剂的附着状态；接口部(未图示)，将冗0照相机等与各判断部等之间电连接；以及记忆部(未图示),记忆用于颜色信息判断的阈值等。I示装置等作为外围设备。其中，输入装置等输入装置；显示装置是指'、液晶显示
'拍摄模具的整个外周面，使模具1照明装:模具I？的纵向相对平行移动。
尺使照明装置22和彩色线阵照相机24定的照明装置22和彩色线阵照相机24的纵向平行移动。
置20的模具I？的检查方法进行说明。微细凹凸结构的细孔的深度和细孔间的间才表面的阳极氧化，得到模具1元上，由线状照明装置22对旋转的辊状模照相机24拍摄透过偏振板28的来自于
24沿着模具I？的纵向平行移动，进而使模内径，细孔间的间距等)、阳极氧化铝的厚度等是否处于规定范围内。此时，通过目视从由经过增强对比度处理的图像信号获得的图像上确认模具R的流痕的状态是否处于允许范围。
[0159]具体而言，进行判断时，提取出颜色的灰阶处于事先设定的灰阶(阈值)的范围外的NG像素，当规定区域(例如2000 X 4000像素)中的NG像素的比例超过规定比例(例如5%)时等，将检查对象的|吴具R判断为不良品。
[0160]另外，采用上述构成通过目视确认了模具R的流痕是否处于允许范围，还可以求出所获得的图像信号的RGB或者HSL的平均值，逐个像素地沿横向或纵向扫描图像信号，统计存在跨越平均值的变化的情况，根据计数是否在规定范围内来判断模具R表面的阳极氧化铝层中的流痕是否处于允许范围。
[0161]完全没有流痕时，计数为O ;而流痕程度大时，跨越平均值的次数增加，导致计数变大。
[0162]另外，也可以将获得的图像信号的RGB或HSL信号进行傅里叶变换，根据规定范围内的频带的强度是否在规定范围内来判断模具R的流痕是否处于允许范围。
[0163]需要说明的是，用于判断模具R的流痕是否处于规定范围内的确定方法不限于上述方法。
[0164]例如，使用RGB图像信号进行判断时的阈值可以如下确定。
[0165]准备阳极氧化铝的细孔的深度及细孔间的间距分别为200nm及100nm、100nm及100nm、200nm 及 200nm 这三种模具 A、B、C。 [0166]使用图2所示的检查装置的线状照明装置22 (照射单元)和彩色线阵CCD照相机24 (摄像单元)对这三种模具的表面进行拍摄。将256灰阶的RGB图像信号的平均值示于表1。
[0167][表 I]
[0168]
【权利要求】
1.一种检查装置，其特征在于，其是构件的检查装置，所述构件是表面具有由多个细孔形成的微细凹凸结构的构件，该装置具备: 照射单元，对检查对象的构件照射照射光； 摄像单元，对由所述构件反射的反射光进行拍摄； 偏振单元，使所述照射光或朝向该摄像单元入射的所述反射光偏振；以及图像处理单元，基于由使用所述摄像单元拍摄出的图像获得的颜色信息来判断所述构件的表面状态是否良好。
2.根据权利要求1所述的检查装置，其中，所述偏振单元是以偏振方向相对于与所述摄像单元的光轴和所述构件的表面接触的点处的切面相垂直的方向为-50°~50°的方式配置的。
3.根据权利要求1所述的检查装置，其中，所述偏振单元是以偏振方向相对于与所述摄像单元的光轴和所述构件的表面接触的点处的切面相平行的方向为-50°~50°的方式配置的。
4.根据权利要求1所述的检查装置，其中，所述图像处理单元判断所述构件的表面处的脱模剂的附着状态。
5.根据权利要求1所述的检查装置，其中，所述图像处理单元制作能够判断所述构件的流痕的状态的输出。
6.根据权利要求1 ~5中任一项所述的构件的检查装置，其中，所述构件是表面形成有具有微细凹凸结构的阳极氧化铝层的构件。
7.根据权利要求6所述的检查装置，其中，所述图像处理单元判断所述阳极氧化铝层的微细凹凸结构的状态。
8.根据权利要求1所述的检查装置，其中，所述摄像单元是以其光轴与所述构件的表面的法线成45。以上且小于90。的角度配置的。
9.根据权利要求1所述的检查装置，其中， 所述摄像单元输出如8图像信号作为所述颜色信息， 所述图像处理单元基于所述如8图像信号来判断所述构件的表面状态。
10.根据权利要求1所述的检查装置，其中， 所述摄像单元输出如8图像信号作为所述颜色信息， 所述图像处理单元具有将所述如8图像信号转换为表色系统信息的转换部，基于该表色系统信息来判断所述构件的表面状态。
11.一种检查方法，其特征在于，其是构件的检查方法，所述构件是表面具有由多个细孔形成的微细凹凸结构的构件，该方法具备: 照射步骤，对检查对象的所述构件照射照射光； 摄像步骤，对由所述构件的表面反射的反射光进行拍摄； 利用偏振单元使所述照射光或要被拍摄的所述反射光偏振；所述方法还具备: 图像处理步骤，基于由拍摄出的图像获得的颜色信息来判断所述构件的表面状态是否良好。
12.根据权利要求11所述的检查方法，其中，所述偏振方向相对于与所述摄像单元的光轴和所述构件接触的点处的切面相垂直的方向成-50°~50。。
13.根据权利要求11所述的检查方法，其中，所述偏振方向相对于与所述摄像单元的光轴和所述构件接触的点处的切面相平行的方向成-50°~50。。
14.根据权利要求11所述的检查方法，其中，在所述图像处理步骤中，判断所述构件的表面处的脱模剂的附着状态。
15.根据权利要求1所述的检查方法，其中，在所述图像处理步骤中，制作能够判断所述构件的流痕的输出。
16.根据权利要求11~15中任一项所述的构件的检查装置，其中，所述构件是表面形成有具有微细凹凸结构的阳极氧化铝层的构件。
17.根据权利要求16所述的检查方法，其中，在所述图像处理步骤中，判断所述阳极氧化铝层的微细凹凸结构的状态。
18.根据权利要求11所述的检查方法，其中，所述摄像单元是以其光轴与所述构件的表面的法线成45。以上且小于90。的角度配置的。
19.根据权利要求11所述的检查方法，其中， 所述摄像单元输出如8图像信号作为所述颜色信息， 在所述图像处理步骤中，基于所述如8图像信号来判断所述构件的表面状态。
20.根据权利要求11所述的检查方法，其中， 所述摄像单元输出如8图像信号作为所述颜色信息， 在所述图像处理步骤中，将所述如8图像信号转换为表色系统信息，基于该表色系统信息来判断所述构件的表面状态。
21.—种表面具有阳极氧化铝层的构件的制造方法，其特征在于，该方法具备: 通过对铝基材的表面进行阳极氧化从而在所述铝基材的表面形成阳极氧化铝层的步骤； 使脱模剂附着在所述阳极氧化铝层的表面的步骤；以及 通过权利要求14所述的检查方法检查所述脱模剂的附着状态的步骤。
22.—种表面具有阳极氧化铝层的构件的制造方法，其特征在于，该方法具备: 通过对铝基材的表面进行阳极氧化从而在所述铝基材的表面形成阳极氧化铝层的步骤；以及 通过权利要求17所述的检查方法检查所述阳极氧化铝层的步骤。
23.—种表面具有阳极氧化铝层的构件的制造方法，其特征在于，该方法具备: 通过对铝基材的表面进行阳极氧化从而在所述铝基材的表面形成阳极氧化铝层的步骤；以及 通过权利要求15所述的检查方法检查有无所述流痕的步骤。
24.一种光学薄膜的制造方法，其转印由权利要求21~23所述的方法制造的所述构件的表面形状来制造光学薄膜。
【文档编号】G01N21/88GK103842803SQ201280046980
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2011年9月26日
【发明者】福山三文, 石丸辉太, 松原雄二 申请人:三菱丽阳株式会社