JP3221563U - 吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ - Google Patents

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Abstract

【課題】加工に便利で、異なる角度における光入射の角度シフトが小さく、インテリジェント装置の検出範囲は、より広くかつ正確で、広角の時の光の干渉が小さく、結像パターンも歪めることはないコーティングタイプ狭帯域フィルタを提供する。【解決手段】基板21の両側面が各々A面とB面で、A面にカットオフ層1がコーティング又はシルクスクリーンされ、カットオフ層1は波長が第1波長帯の光を通過させ、基板21は、吸収層であり、或いは基板21のB面に吸収層が設けられ、吸収層は、吸収材で製造され、かつ波長が第2波長帯の光を通過させ、第1波長帯と第2波長帯の一部が重なる。【選択図】図1

Description

本考案は、吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタに関する。
狭帯域フィルタは、バンドパスフィルタ内から細分化されたもので、その定義がバンドパスフィルタと同じであり、すなわち、このようなフィルタが特定の波長帯において光信号の通過を許容し、この波長帯から乖離した両側の光信号が阻止され、狭帯域フィルタのバンドパスが比較的狭く、一般的に中心波長の1%以下で、無人車両の距離位置の結像及び顔認識技術(人の顔の特徴点で認識)等の分野に応用されている。
現在の無人車両及びインテリジェント装置の顔認識技術が生活中にすでに普及し、例えば自動車ナンバープレートを撮影する時の干渉光は、直射光及び乱反射光或いは散乱光を含む太陽光、ハロゲンランプ、キセノン灯及びLED灯のような自動車の前照灯、また高圧ナトリウムランプ或いは白熱灯等のような道路照明灯がある。干渉光の光源は複雑で、及ぶ波長範囲が広く、そのスパンがよりさらに400〜1100nmのCCDスペクトル応答範囲を超え、かつ干渉の強度が大きいため、ナンバープレートの撮影時、干渉光の除去は、容易なことでなく、コーティング(シルクスクリーン)の狭帯域フィルタを用いると、更によく干渉光を除去できる
従来の狭帯域フィルタは、完全にコーティング工程で完成され、0〜20度の角度範囲内の光干渉が比較的少なくし、従来のコーティング技術は広角撮影を克服できず、角度が20度を超えると著しい光干渉が存在する。かつ現行のコーティング材料は、比較的特殊で、プロセスの加工難易度が大きい。
そこで、本考案は、上記背景技術内に存在する課題を解決し、加工に便利で、異なる角度における光入射の角度シフトが小さく、インテリジェント装置の検出範囲は、より広くかつ正確で、広角の時の光の干渉が小さく、結像パターンも歪めることはない吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本考案がなした技術的手段は、吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタであって、前記基板の両側面が各々A面とB面で、前記A面にカットオフ層がコーティング又はシルクスクリーンされ、前記カットオフ層は波長が第1波長帯の光を通過させ;前記基板は、吸収層であり、或いは前記基板のB面に吸収層が設けられ;前記吸収層は、吸収材で製造され、かつ波長が第2波長帯の光を通過させ、前記第1波長帯と第2波長帯の一部が重なる。好ましい実施形態としては、前記基板が吸収材を含まないガラスとすることができ、前記基板の両側面上にカットオフ層と吸収層がコーティング(シルクスクリーン)される。別の好ましい実施形態としては、前記基板が吸収材で製造され、基板の一側面上にカットオフ層がコーティング(シルクスクリーン)されることで、一側面がLPF長波長通過フィルタ或いは一側面がSPF短波長通過フィルタの赤外カットを実現する。
好ましくは、前記カットオフ層の外層及び/或いは吸収層の外層にコーティング層が設けられる。前記コーティング層がBPF或いはLPFコーティングとし、光を0度〜45度の範囲において10nm〜15nmにシフトさせ、広視野角内の光の干渉を効果的に減少させることができる。
好ましくは、前記カットオフ層の厚さは、3〜6μmである。
好ましくは、前記カットオフ層の透過率は、50%であり、前記第1波長帯の波長の最小値の中心波長が865±15nm、805±15nm、755±15nmである。
好ましくは、前記吸収層の透過率は、50%であり、前記第2波長帯の波長の最大値の中心波長が915±15nm、855±15nm、815±15nmである。
好ましくは、前記カットオフ層は、インクである。
好ましくは、前記吸収層は、インクある。
好ましくは、前記第1波長帯と第2波長帯が重なる部分のバンド幅は、20〜50nmである。
本考案は、カットオフ層と吸収層の重ね合わせを用い、前記カットオフ層及び吸収層が各々異なる波長帯の光を通じて重ね合わせた後、狭帯域の波長の光に透過させることができる。前記吸収層は、異なる角度の光の入射に著しくシフトが現れず、角度シフトの改善に手助けがある。前記コーティング層の狭帯域フィルタの角度シフトが小さく、インテリジェント装置の検出範囲はより広くかつ正確で、広角の時の光の干渉が小さく、結像パターンも歪めることはない。
本考案は、コーティングタイプ狭帯域フィルタを採用し、20度以上の角度を克服し、0〜45度の角度範囲におけるシフトが10nm〜20nmの範囲以内にあり、広視野角内の光の干渉を効果的に減少できる。無人車両の距離位置の結像及び顔認識技術(人の顔の特徴点で認識)等の分野においてより一層正確でかつ安全である。
本考案の第1の実施形態の構造を示す説明図 本考案の第2の実施形態の構造を示す説明図 本考案の第3の実施形態の構造を示す説明図 本考案に係るカットオフ層の波長帯を示す模式図 本考案に係る吸収層の波長帯を示す模式図 本考案の重ね合わせた後の波長帯を示す模式図 光の偏向が発生した際の波長帯を示す模式図
以下、明細書の添付図面を組み合わせて本考案について更なる説明を行う。ただし、本考案は以下の実施例に限られるものではない。
図1乃至図6を参照すると、本考案に係る吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタの基板の両側面は、各々A面とB面で、前記A面にカットオフ層1がコーティング又はシルクスクリーンされ、前記カットオフ層1は波長が第1波長帯の光を通過させ;前記基板21は、吸収層23であり、或いは前記基板のB面に吸収層23が設けられ;前記吸収層23は、吸収材で製造され、かつ波長が第2波長帯の光を通過させ、前記第1波長帯と第2波長帯の一部が重なる。
第1の実施形態:
図1を参照すると、第1の実施形態としては、前記基板21が吸収材で製造される。基板21は、吸収材を含む基板である。
第2の実施形態:
図2を参照すると、第2の実施形態としては、前記基板22が吸収材を含まないガラスとすることができる。本考案の前記基板22の両面上にカットオフ層1と吸収層23をコーティング(シルクスクリーン)する。基板22の一側面上にカットオフ層1はコーティング(シルクスクリーン)されることで、一側面がLPF長波長通過フィルタ或いは一側面がSPF短波長通過フィルタの赤外カットを実現する。
第3の実施形態:
図3を参照すると、第3の実施形態としては、前記カットオフ層1の外層及び/或いは吸収層23の外層にコーティング層4が設けられる。
前記カットオフ層1の厚さは、3〜6μmである。
図4を参照すると、前記カットオフ層1の透過率は、50%であり、前記第1波長帯の波長の最小値の中心波長が865±15nm、805±15nm、755±15nmである。
図5を参照すると、前記吸収層23の透過率は、50%であり、前記第2波長帯の波長の最大値の中心波長が915±15nm、855±15nm、815±15nmである。
好ましくは、前記カットオフ層1は、インクである。
好ましくは、前記吸収層23は、インクある。
前記第1波長帯と第2波長帯が重なる部分のバンド幅は、20〜50nmである。
本考案に係る吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタの製造方法は、次のステップを含む:
S1、ダイシング;
S2、洗浄:(超音波洗浄);
S3、S1面のコーティング(シルクスクリーン):(左側がLPF長波長通過フィルタ或いは右側がSPF短波長通過フィルタの赤外カットを実現する);
S4、洗浄:(超音波洗浄);
S5、S2面のコーティング(シルクスクリーン):(S1の他側の赤外カットを実現する);
S6、洗浄:(超音波洗浄);
S7、コーティング:(コーティング面のS1面又はS2面にBPF狭帯域フィルタをコーティングすることにより、波長帯をカットオフ);
S8、洗浄:(超音波洗浄)
S9、コーティング:(1回目にコーティングした面の他のコーティング面にLPF長波長通過フィルタをコーティングすることにより、可視光の全ての波長帯をカットオフ);
S10、切断;
S11、完成品検査;
S12、出荷検査;
S13、包装。
狭帯域フィルタの帯域幅はあまり狭くすべきではない。ここで言及すべき点は、狭帯域フィルタのバンド幅は、狭ければ良いというわけではなく、また広ければ良いというわけでもなく、周囲環境及び採用する光源によって決定する。850nmの赤外線LEDのバンド幅は、約50nmで、狭帯域フィルタを選択する時、光エネルギーの利用率を考慮しなければならず、そのため狭帯域フィルタのバンド幅があまり狭すぎではなく、LED光源にとって、15nm以下のバンド幅はあまり適していない。一方では、バンド幅が狭すぎると、LEDの強い信号の大半がブロックされる。一方では、帯域幅が狭すぎると、フィルタの使用可能角度が非常に小さくなり、撮影した画像の中央が明るく、エッジが暗い現象を招く可能性がある。実験を通じてLEDの発光閾値を約70%に設定した時、撮影した画像は依然として非常に良好なコントラストを有することが発見されている。よって、狭帯域フィルタの帯域幅は約30nmから選択でき、耐干渉への要求が高い場合、20nm選択できる。2つの主要な850nm狭帯域フィルタに関して、1つが30nmバンド幅で、もう1つが20nmバンド幅であり、後者の方がより人気がある。
理論的には、狭帯域フィルタは選択したLEDの中心波長と重ね合せることが最も良いである。ただし、図7に示すように、入射角効果やLED自体の放熱などの2つの要因があり、狭帯域フィルタの中心波長の選択に対し、微調整につながる。まず角度効果については、実際の撮影過程において顔から反射した光がフィルタに到達するのは、一般的に±10°以内のようなある角度範囲を有し、こうしてフィルタに入射した光が0°あるだけでなく、0〜10°もある。狭帯域フィルタは、入射角が大きくなると狭帯域フィルタの中心波長が短波長方向へ移動し、例えば入射角度は0°の時、狭帯域フィルタの中心波長が850nmで、入射角度が10°の時、中心波長が847nmへ移動する。次に、熱影響について、LEDの温度が10℃上昇すると、LEDの中心波長が長波長方向へ1nm移動する。この2つの影響要因は、狭帯域フィルタの中心波長を決定した時、使用過程中の変動要因を考慮する必要があることを示唆する。従って、あらかじめ狭帯域フィルタの中心波長をLEDの中心波長よりも5nm程度大きく定めなければならない。こうして、約0°〜10°時の入射状況を配慮すると同時に、温度上昇によるLEDの中心波長のシフトも考慮し、光の入射角は、コーティング(スクリーン印刷)が行われた後、45°に増加することができ、これは、以前の10°よりも優れた認識効果を有する。
考案の詳細な説明の項においてなされた具体的実施例は、あくまでも本考案の精神を明らかにするものであって、これらは決して本考案に限定するものではない。本考案の属する分野における通常知識を有する者は、本考案の精神及び特許請求の範囲を逸脱しない範囲において、前記具体的実施例に対し種々修正又は補足或いは類似方法による置換を行うことができ、従ってそれら改良及び変形も本考案の保護範囲に含まれる。
1 カットオフ層
21 吸収材を含む基板
22 基板
23 吸収層
4 コーティング層

Claims (8)

  1. 基板を含み、吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタであって、
    前記基板の両側面が各々A面とB面で、前記A面にカットオフ層がコーティング又はシルクスクリーンされ、前記カットオフ層は波長が第1波長帯の光を通過させ;前記基板は、吸収層であり、或いは前記基板のB面に吸収層が設けられ;前記吸収層は、吸収材で製造され、かつ波長が第2波長帯の光を通過させ、前記第1波長帯と前記第2波長帯の一部が重なる
    ことを特徴とする吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
  2. 前記カットオフ層の外層及び/或いは吸収層の外層にコーティング層が設けられる
    請求項1に記載の吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
  3. 前記カットオフ層の厚さは、3〜6μmである
    請求項1に記載の吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
  4. 前記カットオフ層の透過率は、50%であり、前記第1波長帯の波長の最小値の中心波長が865±15nm、805±15nm、755±15nmである
    請求項1に記載の吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
  5. 前記吸収層の透過率は、50%であり、前記第2波長帯の波長の最大値の中心波長が915±15nm、855±15nm、815±15nmである
    請求項1に記載の吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
  6. 前記カットオフ層は、インクである
    請求項1に記載の吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
  7. 前記吸収層は、インクある
    請求項1に記載の吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
  8. 前記第1波長帯と前記第2波長帯が重なる部分のバンド幅は、20〜50nmである
    請求項1に記載の吸収材を設けたコーティングタイプ狭帯域フィルタ。
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