带通虑光片质量自动扫描检测装置的研究与实现

摘要

IT行业的快速发展，使得滤光片的使用越来越广泛，对滤光片的品质也提出了越来越高的要求。在实际大规模生产过程中，由于制作工艺的缺陷导致滤光片品质参差不齐，因此如何进行全面、准确、快速、自动化的滤光片品质检测具有实际意义。
　　 本硕士论文在研究现有的滤光片质量检测系统的基础上，深入分析了利用透射法测量滤光片透射率的理论，在保证系统测量原理正确的基础上，提出了利用微型光谱仪构建适合于滤光片快速测量整体系统，并研究了系统的各个关键部件。
　　 论文设计了精密的二维移动平台。二维平台最大位移为120mm×120mm，可一次性承载100片大小为10mm×10mm的滤光片，也可以放置多片大尺寸滤光片，具体可根据用户要求定制。配以高性能的步进电机和细分驱动器可使平台连续不停的稳定运行，以满足系统对高效检测的需求。
　　 论文还设计了测量系统硬件电路，硬件电路由以EZ-USB FX2为主控芯片的电路板和步进电机细分器组成，固件程序基于Cypress框架完成。EZ-USB FX2与PC机通过USB2.0协议传输数据，接收来自PC机应用程序的命令，向步进电机细分器发送脉冲信号，进而控制二维平台的移动，同时利用中断检测平台的位移状态并实时反馈给PC机的应用程序。
　　 滤光片透过率的测量离不开现代微型光谱仪。为保证测量精度，在了解微型光谱仪的基本原理的基础上，论文对微型光谱仪的噪声进行了全面的研究，并给出了相应的去噪算法，实验验证了算法的可行性。
　　 本文提出了实用的带通滤光片质量判据算法。算法不仅适用于正常的滤光片透过率曲线，更适用于检测质量有问题的滤光片，这些滤光片通常表现为透过率曲线不平整，有多处“拐点”或“凹坑”。质量判据算法在精确性、合理性、全面性等方面具有重大突破。
　　 实验结果证明本系统测量精确、判据全面、检测速度快，且对于每版滤光片阵列可实现完全自动化检测，无需人工介入。相比目前市场上用于滤光片质量检测的设备，本系统的全面性与高效性尤为突出，具有重要的使用价值与广阔的市场前景。