[发明专利]用于光学滤光片的自动缺陷检测与映射

说明书

公开了用于表征光学滤光片的点瑕疵(包括小孔和点缺陷)的装置和方法。执行通带测试包括：以其光谱范围至少与光学滤光片的通带重叠的通带照明来照射光学滤光片；当利用通带照明照射光学滤光片时，使用二维光电探测器阵列获取光学滤光片的通带图；以及将光学滤光片的点缺陷识别为通带图的低强度位置。执行阻带测试包括：以其光谱范围完全位于光学滤光片的通带之外的阻带照明来照射光学滤光片；当利用阻带照明照射光学滤光片时，使用二维光电探测器阵列获取光学滤光片的阻带图；以及将光学滤光片的小孔识别为阻带图的高强度位置。

本申请要求于2015年6月3日提交的、名称为“AUTOMATED DEFECT DETECTION ANDMAPPING FOR OPTICAL FILTERS(用于光学滤光片的自动缺陷检测与映射)”的美国临时申请No.62/170,310的优先权。2015年6月3日提交的美国临时申请No.62/170,310通过引用方式整体并入本文。

技术领域

以下内容涉及光学滤光片领域、光学表征领域以及相关领域，并且涉及使用上述内容的应用。

背景技术

光学滤光片广泛地用于光学应用，诸如天文相机、静态相机和摄像机以及其他成像装置、电视机、计算机监视器、蜂窝电话屏幕以及其他显示装置、诸如运动传感器、手势传感器等的光学传感器等等。根据应用，这些滤光片的尺寸可以达到1平方米或更大的面积。在设计基准光谱内，光学滤光片通常具有滤光片透射光的通带和滤光片不透射光的阻带(或阻止带)。在带通滤光片中，通带通常相对较窄并且设计基准光谱的大部分处于通带之外并被阻止。具有2个或多个分离通带的通带滤光片也是已知的。在低通滤光片或高通滤光片中，通带包括设计基准光谱的低于(或高于)截止波长或截止频率的所有波长。滤光片可以通过诸如通带和阻带中的透射、通带半峰全宽(FWUM)、通带和阻带之间的边缘处的过渡的斜率等参数来进一步地在光学上表征。

光学滤光片可以采用多种设计。普通类型的光学滤光片是干涉滤光片，在该干涉滤光片中，以精确设计的厚度和折射率来布置多个光学层的层叠，使得层叠内的反射光线和透射光线在通带内相长地(constructively)组合而在阻带内相消地(destructively)组合。干涉滤光片能够提供陡峭的通带边缘、高通带透射(接近99％或更高)以及在阻带内非常低的透射(接近0％透射)。通常通过在真空室或其他受控气氛中执行的诸如溅射沉积，热真空蒸发等技术在一个光学透明的衬底(例如玻璃)上形成多个层的层叠。

通常对制造的滤光片进行视觉检查以发现缺陷，并且通常在设计基准波长范围内通过光谱测量来测量其滤光片特性，以确保达到滤光片的规格(例如通带中心波长和FWHM、截止斜率等)。通常对每个制造的滤光片执行滤光片的表征，因为对于具有苛刻规格的滤光片，滤光片特性可以响应于层厚度或折射率的微小的误差而显着地变化(足以超出规格)。由于滤光片区域上可能发生厚度的不一致，所以在若干不同的区域内滤光片光谱的表征可能会重复。将通过检查并达到滤光片规格的滤光片交付给消费者，或替换地，在交付前将滤光片首先安装在滤光片框架或光学子系统中。

本文公开了一些改进。

发明内容

在本文公开的一些说明性实施例中，公开了一种用于表征包括小孔和点缺陷的被测光学滤光片的点瑕疵的测试装置。测试装置包括：通带照明源，其被配置为以其光谱范围至少与被测光学滤光片的通带重叠的通带照明照射被测光学滤光片；阻带照明源，其被配置为以其光谱范围完全位于被测光学滤光片的通带之外的阻带照明照射被测光学滤光片；以及二维光电探测器阵列，其被布置为检测经过被测光学滤光片之后的通带照明并且检测经过被测光学滤光片之后的阻带照明。