CN103278874A - 一种机器视觉滤光片的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器视觉滤光片的制作方法，包括以下步骤：A、切割：将玻璃基片按照设备的要求尺寸进行切割，其中玻璃基片采用无色玻璃基片；B、清洗：将切割后的玻璃基片放入纯水中浸泡，并使用超声波进行振荡清洗；C、干燥：使用风干的方式对清洗后的玻璃基片进行干燥；D、镀制主膜：采用离子束辅助电子束蒸发镀膜工艺进行主膜的镀制；E、镀制副膜：镀制好主膜后，使用与步骤D中相同的工艺在玻璃基片的另一面镀制副膜；F、后处理：使用内圆切割机对镀膜完毕的玻璃基片进行磨边处理。本发明利用一系列科学的制作工艺，使得制作机器视觉滤光片的成本大大降低，机器视觉滤光片的信噪比已达1000∶1的水平。
Description
技术领域
本发明涉及真空镀膜技术领域，尤其是一种机器视觉滤光片的制作方法。
背景技术
由于光学成像技术不断发展，以及对各种系统、设备或仪器的自动化要求不断提升，机器视觉作为新兴领域应运而生，比如在以人脸识别为基础的各种安防监控领域、以车牌识别为基础的智能交通管理领域、以形状和位置测量为基础的智能机器人、生产线品质保全、高危作业等领域。机器视觉系统的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度，而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。
正是由于机器视觉系统可以快速获取大量信息，而且易于自动处理，也易于同设计信息以及加工控制信息集成，因此，在现代自动化生产过程中，人们将机器视觉系统广泛地用于工况监视、成品检验和质量控制等领域。随着机器视觉技术自身的成熟和发展，它将在现代和未来制造企业中得到越来越广泛的应用。
在国外，机器视觉的应用普及主要体现在半导体及电子行业，其中大概40％-50％都集中在半导体行业。具体如PCB印刷电路：各类生产印刷电路板组装技术、设备；单、双面、多层线路板，覆铜板及所需的材料及辅料；辅助设施以及耗材、油墨、药水药剂、配件；电子封装技术与设备；丝网印刷设备及丝网周边材料等。SMT表面贴装：SMT工艺与设备、焊接设备、测试仪器、返修设备及各种辅助工具及配件、SMT材料、贴片剂、胶粘剂、焊剂、焊料及防氧化油、焊膏、清洗剂等；再流焊机、波峰焊机及自动化生产线设备。电子生产加工设备如电子元件制造设备、半导体及集成电路制造设备、元器件成型设备、电子工模具等都依赖机器视觉实现自动化。机器视觉系统还在质量检测的各个方面已经得到了广泛的应用，并且其产品在应用中占据着举足轻重的地位。除此之外，机器视觉还用于医疗、交通、农业、航空和生命科学等其他领域。
在中国，视觉技术的应用开始于90年代，因为行业本身就属于新兴的领域，再加之机器视觉产品技术的普及不够，导致以上各行业的应用几乎空白。
机器视觉滤光片是机器视觉系统中不可缺少的关键元件之一。在国内，镀膜设备、镀膜技术水平普遍较低，大多数光学薄膜生产厂都只能制备膜层相对简单的滤光片，能生产窄带滤光片的厂家极少，而且还只能依赖颜色玻璃片作为基底，进行膜层数较少的设计与镀制，与国外水平想距甚远。由于镀膜水平及镀膜机器的原因，在滤光片的高端市场几乎被欧美企业垄断。研发出具有我国自主知识产权的机器视觉滤光片生产技术，成为了市场发展的急切需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种机器视觉滤光片的制作方法，能够解决现有技术的不足，利用一系列科学的制作工艺，使得制作机器视觉滤光片的成本大大降低，机器视觉滤光片的信噪比已达1000∶1的水平。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种机器视觉滤光片的制作方法，步骤如下：
A、切割：将玻璃基片按照设备的要求尺寸进行切割，其中玻璃基片采用无色玻璃基片；
B、清洗：将切割后的玻璃基片放入纯水中浸泡，并使用超声波进行振荡清洗；
C、干燥：使用风干的方式对清洗后的玻璃基片进行干燥；
D、镀制主膜：将玻璃基片放入镀膜腔室中，将镀膜腔室的真空度抽至0.003Pa，玻璃基片温度预热至320℃后，开启工艺气体和霍尔离子源，采用离子束辅助电子束蒸发镀膜工艺进行主膜的镀制；
E、镀制副膜：镀制好主膜后，使用与步骤D中相同的工艺在玻璃基片的另一面镀制副膜；
F、后处理：使用内圆切割机对镀膜完毕的玻璃基片进行磨边处理。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤C中，使用低温大风量吹干的方式进行干燥。
作为本发明的一种优选技术方案，步骤D中，主膜包括非耦合层和耦合层，采用光学膜厚监控法控制非耦合层的膜厚；采用晶体振荡法控制耦合层的膜厚。
为本发明的一种优选技术方案，步骤E中，采用晶体振荡法控制副膜的膜厚。
为本发明的一种优选技术方案，在步骤D和步骤E中，使用带有冷却系统的真空测量规管对真空度进行检测。
为本发明的一种优选技术方案，步骤F中，所述内圆切割机的切割刀的刀厚选择为0.3毫米，采用低温热熔胶将待加工玻璃基片固定在机器衬底上。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：采用全介质镀膜法实现CCD或CMOS响应范围内的带通与截止，而不采用颜色玻璃，摆脱了颜色玻璃的厚度限制，在结构上满足了机器视觉对滤光片小体积的要求，也摆脱了颜色玻璃内部的杂质、气泡和条纹对成像质量的影响。下表是用颜色玻璃作基底和用无色玻璃作基底的机器视觉滤光片的比较：
使用超声波振荡清洗，效率高。使用低温大风量吹干的方式进行干燥，避免了在玻璃基片上残留水印的问题。镀膜过程采用光学膜厚监控法和晶体振荡法的结合进行控制，采纳了光学膜厚监控法控制光学薄膜的波长位置非常精确和晶体振荡法适合制作复杂的多层膜结构的优点，降低了镀膜对于设备精度的要求，将镀膜的良率提高至了90％以上。通过主膜和副膜双重过滤，可以提高机器视觉滤光片的信噪比。通过使用带有冷却系统的真空测量规管对真空度进行检测，可以降低温度波动带来的测量误差。
附图说明
图1是使用本发明的方法制作出来的一个机器视觉滤光片的透射率曲线。
具体实施方式
一种机器视觉滤光片的制作方法，步骤如下：
A、切割：将玻璃基片按照设备的要求尺寸进行切割，其中玻璃基片采用无色玻璃基片；
B、清洗：将切割后的玻璃基片放入纯水中浸泡，并使用超声波进行振荡清洗；
C、干燥：使用风干的方式对清洗后的玻璃基片进行干燥；
D、镀制主膜：将玻璃基片放入镀膜腔室中，将镀膜腔室的真空度抽至0.003Pa，玻璃基片温度预热至320℃后，开启工艺气体和霍尔离子源，采用离子束辅助电子束蒸发镀膜工艺进行主膜的镀制；
E、镀制副膜：镀制好主膜后，使用与步骤D中相同的工艺在玻璃基片的另一面镀制副膜；
F、后处理：使用内圆切割机对镀膜完毕的玻璃基片进行磨边处理。
值得注意的是，在步骤C中，使用低温大风量吹干的方式进行干燥。
值得注意的是，在步骤D中，主膜包括非耦合层和耦合层，采用光学膜厚监控法控制非耦合层的膜厚；采用晶体振荡法控制耦合层的膜厚。
值得注意的是，在步骤E中，采用晶体振荡法控制副膜的膜厚。
值得注意的是，在步骤D和步骤E中，使用带有冷却系统的真空测量规管对真空度进行检测。
此外，在步骤F中，所述内圆切割机的切割刀的刀厚选择为0.3毫米，采用低温热熔胶将待加工玻璃基片固定在机器衬底上。
其中，光学膜厚监控法监控的是光学厚度，光学厚度是物理厚度和折射率的乘积，透过率极值点的到达与否与光学厚度相关，后镀制的膜层会对已镀制的膜层的光学厚度进行补偿，保证出现极值点的位置就是监控波长的位置，所以光学厚度监控对波长位置进行自动跟踪补偿，所以中心波长位置准确。晶体振荡法控制的是膜层的物理厚度，适合制作复杂的多层膜结构。
光学膜厚监控法是采用光学监控片与玻璃基片同时镀膜，根据光学监控片的光透率测定镀膜的厚度；晶体振荡法是使用振动的晶体振荡器与玻璃基片同时镀膜，根据晶体振荡器的振动频率变化确定镀膜的厚度。
经过上述步骤制作的机器视觉滤光片的主膜系为(HL)＾2 2H(LH)＾2 L(HL)＾2 2H(LH)＾2 L(HL)＾2 2H(LH)＾2，其中H为Ti02材料，L为Si02材料。副膜系为
34.46H/78.33L/53.64H/91.94L/48.74H/82.88L/50.04H/86.98L/44.01H/64.15L/48.73H/89.09L/50.03H/81.59L/51.39H/93.32L/52.41H/87.92L/52.92H/137.74L/65.6H/97.7L/53.85H/115.62L/74.57H/92.02L/59.71H/144.32L/58.91H/81.29L/60.48H/156.76L/64.67H/200.49L/29.92H/52.88L/124.51H/87.8L/85.54H/127.46L/197.63H/105.91L/111.27H/201.64L/123.97H/187.77L/116.8H/193.51L/110.39H/195.06L/106.72H/216.94L/109.22H/184.03L/108.59H/226.76L/116.26H/204.16L/187.48H/179.28L，其中H为TiO2，L为SiO2，单位是mm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种机器视觉滤光片的制作方法，其特征在于步骤如下：
A、切割：将玻璃基片按照设备的要求尺寸进行切割，其中玻璃基片采用无色玻璃基片；
B、清洗：将切割后的玻璃基片放入纯水中浸泡，并使用超声波进行振荡清洗；
C、干燥：使用风干的方式对清洗后的玻璃基片进行干燥；
D、镀制主膜：将玻璃基片放入镀膜腔室中，将镀膜腔室的真空度抽至0.003Pa，玻璃基片温度预热至320℃后，开启工艺气体和霍尔离子源，采用离子束辅助电子束蒸发镀膜工艺进行主膜的镀制；
E、镀制副膜：镀制好主膜后，使用与步骤D中相同的工艺在玻璃基片的另一面镀制副膜；
F、后处理：使用内圆切割机对镀膜完毕的玻璃基片进行磨边处理。
2.根据权利要求1所述的机器视觉滤光片的制作方法，其特征在于：步骤C中，使用低温大风量吹干的方式进行干燥。
3.根据权利要求1所述的机器视觉滤光片的制作方法，其特征在于：步骤D中，主膜包括非耦合层和耦合层，采用光学膜厚监控法控制非耦合层的膜厚；采用晶体振荡法控制耦合层的膜厚。
4.根据权利要求1所述的机器视觉滤光片的制作方法，其特征在于：步骤E中，采用晶体振荡法控制副膜的膜厚。
5.根据权利要求1所述的机器视觉滤光片的制作方法，其特征在于：在步骤D和步骤E中，使用带有冷却系统的真空测量规管对真空度进行检测。
6.根据权利要求1所述的机器视觉滤光片的制作方法，其特征在于：步骤F中，所述内圆切割机的切割刀的刀厚选择为0.3毫米，采用低温热熔胶将待加工玻璃基片固定在机器衬底上。
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|---|---|---|---|---|
| CN103513315A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-01-15 | 京东方科技集团股份有限公司 | 彩色滤光片返修工艺 |
| CN107884859A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-04-06 | 深圳市楠轩光电科技有限公司 | 一种cwdm滤光片的制作方法 |
| CN111552018A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-18 | 无锡奥夫特光学技术有限公司 | 一种具有宽截止、高透射率的准矩形窄带滤波片 |
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2013
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