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减小烧蚀表面上的衍射效应

摘要

本发明提供一种用于激光烧蚀的方法,其减少或消除由于对从其移除烧蚀材料的表面的损坏而产生的衍射效应。所述方法包含以下步骤中的至少一者:减少所产生的表面损坏的量,以及更改所产生的损坏结构使得其为不规则的。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-08-11

    授权

    授权

  • 2017-09-12

    实质审查的生效 IPC(主分类):B23K26/352 申请日:20151023

    实质审查的生效

  • 2017-08-18

    公开

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说明书

相关专利申请案的交叉参考

本申请案主张2014年10月24日提交的第62/068,140号美国临时专利申请案的权益,该临时专利申请案的全部揭示内容以引用的方式并入本文中以用于任何和所有目的。

技术领域

本发明大体上涉及激光烧蚀过程和由该过程产生的产品。

背景技术

激光烧蚀过程通常包含通过将激光束导向至工件而在工件的表面选择性地移除材料。激光束被配置成在激光束撞击所需表面的地方限定的激光光斑处递送受控量的能量。该受控量的能量经选择以液化、汽化或以其它方式使表面材料在激光光斑处快速膨胀,以使其从工件分离以便移除。激光烧蚀可用来从带涂层的基底移除一个或多个涂层的至少一部分。

常规激光烧蚀过程通常在目标(聚焦)光学件的焦点高度或距离处执行,即激光束的焦平面处于待从其移除材料的表面处或附近。此随着表面的高度的改变给出最高能量密度和光斑大小的最小改变。已发现,对于一些常规聚焦激光烧蚀过程,例如利用皮秒绿(532nm)脉冲激光从玻璃移除铬(Cr),玻璃以某一程度和规则周期性维持表面损坏使得形成衍射光栅。由衍射光栅产生的衍射图案可能是烧蚀过程的非想要或非预期假影。

认为对衍射光栅负责的表面损坏的规则周期性与激光脉冲频率和扫描速度相关。举例来说,在400kHz脉冲频率和20m/s扫描速度下,表面上脉冲间的间隔为50μm。表面上的结构的规则图案可根据公式产生衍射:

d(sinθm+sinθi)=mλ,

其中d为图案的间隔,θm和θi是反射和入射射束的相应角度,m为衍射阶次,且λ为那些条件下衍射的光的波长。针对激光烧蚀表面观察到的衍射可需要点光源照明可见。所述效应在图A中以图形形象地展示。

如图A中所描绘,射线A(光栅表面的中心)以等于其入射角的角度反射(镜面反射)。观察者将此视为光源的反射。射线B和C从光栅表面衍射,且其入射角和所得角不相等。这些射线可表示特定波长的一阶衍射。因为观察者通常聚焦于光源的图像平面上,所以衍射射束在光源的两侧上呈现为彩色的光斑或光条,如D和E描绘。为了清晰起见,图A中展示的实例表明一个维度中的衍射,但实际衍射假影可为多维的。

烧蚀过程中以可产生衍射图案的恒定激光脉冲频率产生的激光烧蚀表面的显微镜图像在图2中展示。由激光烧蚀表面产生的衍射图案对于观察激光烧蚀表面的个体来说可能令人反感。

发明内容

第一方面涉及一种从表面移除材料的方法。所述方法包含使激光穿过透镜,和将激光撞击在材料上。透镜和材料之间的工作距离不同于透镜的焦距。工作距离可小于焦距的80%。从其移除材料的表面在材料已移除之后可能不会展现令人反感的衍射效应。从其移除材料的表面在材料已移除之后可展现小于5的衍射严重度。从其移除材料的表面在材料已移除之后可展现周期性结构。激光可在激光撞击待移除材料之前通过所述表面。

第二方面涉及一种包含根据以上方法产生的元件的电致变色组合件。

第三方面涉及一种从表面移除材料的方法。所述方法包含使激光穿过透镜,和将激光撞击在材料上。从其移除材料的表面具有其上的假影阵列,具有假影之间的间隔和假影线之间的间距,且所述间隔和间距中的至少一者变化。间隔和间距中的至少一者可为随机或伪随机的。间距可在60μm和200μm之间。假影可各自具有特性半径,且假影的至少一部分可具有不同特性半径。透镜和材料之间的工作距离可不同于透镜的焦距。所述方法可进一步包含改变激光的脉冲频率,使得产生入射在材料上的脉冲的间隔的变化。所述方法可进一步包含改变激光在材料上方的扫描速度,使得产生入射在材料上的激光脉冲的间隔的变化。透镜可为可变透镜,且所述方法可进一步包含调制透镜的焦距。所述方法可进一步包含驱动沿着激光的射束路径定位的致动镜面,使得产生入射在材料上的激光脉冲的间隔的变化。从其移除材料的表面在材料已移除之后可能不会展现令人反感的衍射效应。从其移除材料的表面在材料已移除之后可展现小于5的衍射严重度。激光可在激光撞击待移除材料之前通过所述表面。

第四方面涉及一种包括根据以上过程产生的元件的电致变色组合件。

附图说明

下面将结合附图描述说明性实施例,在附图中,相同的标号表示相同的元件。

图1由点光源产生的衍射的示意性表示。

图2为激光烧蚀表面的显微镜图像。

图3为离焦激光烧蚀系统的示意性绘图。

图4描绘对于焦点对准、离焦和整形射束系统,激光光斑的能量作为光斑宽度的函数。

图5为由激光烧蚀过程产生的表面假影结构的示意性表示。

图6为由不对称表面结构产生的衍射图案。

图7为由对称表面结构产生的衍射图案。

图8(a)和8(b)是分别由焦点对准激光烧蚀过程和离焦激光烧蚀过程产生的表面型面。

图9为由激光烧蚀过程以30m/s的恒定速度、130μm的间距和无输出同步的情况下产生的表面损坏结构的示意性表示。

图10为由激光烧蚀过程以30m/s的恒定速度、130μm的间距和输出同步产生以产生正方形组装对准的表面损坏结构的示意性表示。

图11为由激光烧蚀过程以40m/s的恒定速度、100μm的间距和输出同步产生以产生正方形组装对准的表面损坏结构的示意性表示。

图12为由激光烧蚀过程以40m/s的恒定速度和80-120μm的范围内的随机间距产生的表面损坏结构的示意性表示。

图13为由激光烧蚀过程以30-50m/s的范围内的随机速度和100μm的恒定间距产生的表面损坏结构的示意性表示。

图14为由激光烧蚀过程以30-50m/s的范围内的随机速度和80-120μm的范围内的随机间距产生的表面损坏结构的示意性表示。

图15为用于量化衍射效应的实验室设备的示意性表示。

图16为描绘包含适当排除区和分析区域的用于确定衍射严重度的衍射图案的示意图。

图17为包含适当排除区和分析区域的用于确定衍射严重度的衍射图案的相机图像。

图18展示基于衍射严重度的测量对衍射效应的令人反感程度的研究结果。

具体实施方式

在下文中描述了各种实施例。应注意,具体实施例并不意图作为详尽的描述或对本文论述的更广方面的限制。结合具体实施例所描述的一个方面不一定限于该实施例,并且可以利用任何其它实施例来实践。

如本文中所用,“约”将为所属领域的一般技术人员所理解,并且在一定程度上将取决于其使用情况而变化。如果使用所属领域的一般技术人员不清楚的术语,那么考虑到其使用的情境,“约”将意味着达到特定术语的正或负10%。

除非本文中另外指出或明显与上下文相矛盾,否则在描述要素的上下文中(尤其在所附权利要求书的上下文中)使用术语“一(a/an)”和“所述”以及类似指示物应理解为涵盖单数和复数两者。除非本文另外指示,否则本文中的值的范围的叙述仅打算充当个别提及属于所述范围内的每个独立值的速记方法,并且每个独立值并入本说明书中,如同在本文中个别地叙述一般。除非本文中另有说明或另外明显与上下文相矛盾,否则本文中所描述的所有方法都可以任何合适的次序执行。除非另有说明,否则本文中提供的任何和所有实例或示范性语言(例如“例如”)的使用仅意图更好地说明实施例,并且不对权利要求书的范围造成限制。在说明书中无任何语言应解释为表示任何未主张的要素是必不可少的。

本文中描述用于减少与激光烧蚀过程相关联的衍射图案的出现的方法。所述方法是针对减少施加到表面的损坏量,以及更改由于烧蚀过程在表面上产生的假影的布置,使得由表面产生的衍射减少。针对减少对表面的损坏的所述方法产生具有减小的高度的假影,使得所产生的衍射量减少或消除。针对产生不规则假影布置的所述方法更改所产生的衍射图案,使得产生较大数目的衍射光斑,每一衍射光斑具有减小的强度。换句话说,表面上假影的不规则布置可产生较分散的衍射图案。观察者可发现产生减小或更多的分散衍射的表面较少令人反感,且因此是优选的。减少衍射图案的出现的所述方法可组合,使得单一激光烧蚀方法经修改以减少施加到表面的损坏,且产生表面上假影的不规则布置。

一种用于减少对烧蚀区的表面的损坏的方法包含减小烧蚀过程中利用的激光光斑的强度。一种减小激光光斑的强度的示范性方法包含在射束离焦的情况下执行的激光烧蚀,即,激光束的焦平面与待从其移除材料的表面隔开。换句话说,聚焦激光束的透镜和目标表面之间的工作距离不同于由透镜产生的焦距。在一个实施例中,待从其移除材料的表面在焦点上方,激光束的焦平面的定位在如图3中所展示的激光传播方向上超出移除表面。

图3中展示的布置具有增加光斑大小和减小光斑的能量分布曲线中峰值的量值的效应,如图4中所说明。光斑的能量分布曲线中峰值的量值的减小降低激光烧蚀过程期间施加到表面的损坏的量,借此减小所产生的假影的高度。以此方式,离焦激光烧蚀可减小观察到的衍射图案的强度。激光烧蚀系统的焦距或工作距离可经调整或经优化以产生具有不同高度的假影。根据一些实施例,表面上衍射假影的高度可使得所得衍射图案是裸眼不可辨别的。

离焦烧蚀过程提供减少聚焦的激光光斑的能量分布曲线和扩展目标表面上激光光斑的大小的益处,而不修改烧蚀系统的硬件。因此,可利用具有相同焦强的激光以通过改变工作距离而不改变烧蚀系统的光学元件,来产生具有不同大小和能量的激光光斑。此能力减少与改变激光光斑大小和能量分布曲线相关联的成本。

离焦烧蚀过程可包含任何适当的工作距离与焦距比。根据一个实施例,离焦烧蚀过程可采用系统的焦距的99%或更小的工作距离,例如系统的焦距的95%或更小、75%或更小或50%或更小的工作距离。举例来说,在550mm焦距系统中,目标表面可与激光烧蚀系统的焦平面隔开至少5mm,例如至少50mm、至少100mm,或更大。

聚焦的激光光斑的减小的能量分布曲线还可经由使用射束整形光学件来实现。衍射或折射射束整形光学件可用于使光斑的能量分布曲线平坦。使光斑平坦大体上从烧蚀光斑的中心移除热点,从而减少表面损坏。还可例如通过改变脉冲的间隔或形状来减少脉冲的重叠,借此减少脉冲的重叠区所导致的表面损坏。

图5中说明基板上产生的激光覆盖面的计算机产生的图像,其基于用于从以上显微镜图像中的表面切除材料的激光和扫描头设定。图5中说明的图案是基于160μm烧蚀光斑、400kHz激光脉冲频率、20m/s的扫描速度(在图像的水平方向上),和扫描线之间的100μm间距p(在图像的垂直方向上)。图5中展示的激光覆盖面由在单一方向中扫掠的烧蚀过程产生。其它烧蚀过程可在交替扫描方向中扫掠,来回扫描,产生图2中展示的类型的表面结构。

对于上文描述的过程条件,据信来回扫描方向中50微米步长产生衍射图案的最大程度间隔的分量。邻近扫描线之间的100微米线间距还可产生衍射图案,但其间隔比50微米图案的间隔小得多。虽然任何规则或周期性图案能够产生衍射光栅,但任何所得衍射的相对强度随产生其的特征的大小和/或形状而变。脉冲步长和线间距分量对于不同扫描设定可产生令人反感的衍射假影。50μm步长和100μm间距的不对称性产生呈现为线的衍射,其为衍射光斑的紧密分组。此效应归因于100μm间距间隔产生比50μm步长间隔小的衍射角,这致使衍射光斑的群组呈现为类似于线。图6中展示包含从具有不对称步长和间距的表面图案产生的此些衍射线的衍射图案。由对称或大体上对称扫描图案产生的表面(其中步长和间距大小相同或大体上相同)产生衍射光斑的类似于栅格的图案。图7说明由比图6的扫描图案更对称的扫描图案产生的衍射图案。

可通过减小或大体上消除产生衍射光栅的表面结构来实现减小或消除可观察到的衍射。举例来说,烧蚀过程可经配置使得不存在所得表面损坏,或使得表面损坏减少到任何所得衍射光栅(即,表面结构或损坏的周期性图案)不会致使点光源的足够衍射为可察觉到的水平。然而,完全消除此些表面特征并不始终可能或切实可行。上文描述的减少对表面的损坏的所述方法可用于减小或消除由烧蚀过程产生的表面假影。

由烧蚀过程产生的损坏的减少减小由烧蚀过程产生的假影的大小、深度。已经以减小所得衍射光栅所导致的任何衍射的强度的方式成功地更改表面结构大小和形状、横向大小。在上文提到的此方法的一个特定实施方案中,在射束离焦的情况下执行激光烧蚀,即,激光束的焦平面与待从其移除材料的表面间隔。与由聚焦激光束所产生的相比,此未聚焦激光烧蚀技术可成功地修改表面损坏和所得衍射光栅,使得烧蚀表面所导致的衍射不会令人反感。由烧蚀过程产生的重复周期性表面特征仍存在,但观察到的衍射可极大地减少和/或几乎消除。观察到的衍射的减少可足以致使衍射不会令人反感,与周期性表面结构的存在无关。

图8(a)和8(b)中说明减少表面损坏烧蚀过程的效应,其分别展示焦点对准激光烧蚀过程和离焦激光烧蚀过程的表面型面。如图8(a)和8(b)所展示,离焦过程产生具有比焦点对准过程显著减少的损坏的表面型面。举例来说,通过采用离焦过程,表面的损坏的深度显著减小。表面损坏深度的减小产生较少令人反感的衍射效应。

减少由激光烧蚀表面产生的衍射图案的另一方法包含修改激光烧蚀方法使得所产生的假影布置于不规则表面结构中。在此方法的一个实施方案中,邻近激光光斑之间的间隔可为随机或伪随机的。伪随机指代其中在短长度尺度上表面特征间隔并不恒定但可具有较大长度尺度上的某一周期性性质的结构。

一种实现此不规则特征间隔的方式包含扭动、振动或以其它方式致使射束偏离与烧蚀系统的恒定脉冲频率和扫描速度相关联的周期性间隔。此偏离可在不改变脉冲频率或扫描速度的情况下实现。在一个实施例中,激光系统可装备有致动镜面或其它致动光学元件,例如安装在音圈或压电驱动器上的镜面。压电驱动器具有能够在极高频率下驱动特征间隔的偏离的优点。在一个非限制性实例中,致动镜面放置于400kHz下脉冲控制且20m/s下扫掠的激光的射束路径中或沿着所述射束路径放置。如上文所描述,脉冲频率和扫描速度的此特定组合导致当无偏离引入时扫描方向中50μm的脉冲间间距。镜面在某一频率和相关联振幅下致动时致使产生不恒定脉冲间距的射束路径中的偏离。射束路径中的镜面可在40kHz下致动,使得工件处的光斑在20μm范围内来回偏离,其移动与扫描方向对准。在此实例中激光光斑的所得间隔将经由致动镜面的每一循环在62.6μm和37.4μm之间变化。在40kHz和20m/s下,致动镜面的循环为25μs,其产生500μm的射束行进。此致动镜面可物理上移位以偏移射束,同时保持其平行于烧蚀路径。此使得致动镜面距工件的距离不重要。或者,镜面可由致动器倾斜,从而产生随着致动镜面距工件的距离缩放的偏转。对于具有高频率下的小偏转的致动器,倾斜方法可为优选的,因为偏转随着到工件的距离增加而放大。

脉冲间距和借此由烧蚀过程在表面上产生的假影之间的距离可在任何适当范围内变化。在一个实施例中,表面上产生的假影之间的间隔可在20μm和80μm之间变化,例如30μm和70μm之间,或35μm和65μm之间。表面上个别假影之间的间隔不恒定,使得循序假影之间的间隔在扫描方向中为不同的。

形成不规则表面结构的另一方法包含改变激光的所提取脉冲频率。给定激光可具有内部脉冲频率,且内部电光调制器(EOM)或类似装置可用于在所要外部脉冲频率下提取脉冲。举例来说,内部EOM可用于通过利用内部EOM提取每第125个脉冲在400kHz的外部脉冲频率下从具有50MHz的内部脉冲频率的激光提取脉冲。此提取频率可变化以产生不同输出频率。此输出频率控制技术的一个限制为,可能提取频率经量化为初级激光的单一脉冲,例如50MHz(20ns)的递增。对于400kHz的输出范围中50MHz激光的操作,此可尤其具有限制性。举例来说,通过在400kHz和500kHz之间改变输出频率(这进而需要将所提取脉冲之间的内部(50MHz,20ns)脉冲的数目从100(500kHz)改变到125(400kHz)),实现在20m/s扫描速度下在40μm到50μm的范围中产生可变脉冲间距。为以单一20ns步长从400改变到500kHz需要51个步长来完成循环,这需要总流逝时间115μs,对应于20m/s的扫描速度下行进2.3mm。可以采用较大步长来缩短循环时间和增加脉冲间的距离变化。

激光的输出频率可在任何适当范围中变化。在一个实施例中,激光的输出频率可在300kHz和600kHz之间变化,例如350kHz和550kHz、400kHz和500kHz或425kHz和475kHz之间。扫描速度和频率变化范围可经调整以选择在其上实现脉冲间距的整个变化范围的所要距离。扫描速度可为任何适当速度。扫描速度还可在烧蚀过程期间例如从线到线变化,以改变脉冲之间的距离。根据一个实施例,扫描速度可处于10m/s到80m/s(例如20m/s到70m/s或40m/s到60m/s)的范围内,或在所述范围内变化。

形成不规则表面结构的另一方法包含在高频率下改变烧蚀光斑的大小。烧蚀光斑的大小的此变化可通过在激光烧蚀系统中采用可变透镜(例如液体透镜)来实现。此可变透镜可以任何适当方式调制,例如采用在选定频率和/或相关联振幅下操作的压电驱动器。射束的发散通过可变透镜的调制来修改,其随后调制系统的焦距。在此系统中,透镜到待烧蚀表面的工作距离可保持恒定,使得改变焦距产生焦平面到待烧蚀表面的距离的改变,且借此改变待烧蚀表面处的激光光斑大小。随着烧蚀光斑大小改变,邻近烧蚀和所得表面特征之间的距离改变。还可通过改变扫描过程期间的脉冲能量实现烧蚀光斑大小的变化。可采用脉冲能量的此变化代替可变透镜系统,或与可变透镜系统结合。

产生不规则表面结构的另一方法为改变扫描间距,使得表面结构的线到线间隔变化。邻近线之间的间距可更改以打破间距方向中表面结构的对称性。间距可在任何适当范围内变化。根据一个实施例,间距间隔可在60μm到200μm的范围内变化,例如70μm到175μm、80μm到150μm或90μm到125μm的范围内。以类似方式,扫描速度可线到线更改以产生后续线上不同的脉冲间距。表面结构中邻近线的脉冲间距可具有相同脉冲间距图案,使得邻近线中的脉冲对准,但每一线内脉冲之间的间隔不规则。在这些短大小尺度上更改表面损坏对称性具有使衍射模糊的效应,这可使其对于观察者来说较少令人反感。间距间隔变化范围和脉冲间距变化范围可受限以保持脉冲之间的所要重叠,脉冲之间的重叠确保烧蚀过程中待移除的材料被充分移除。

控制烧蚀表面中的重复图案以便最小化衍射假影的另一方法为利用脉冲同步。此过程包含通过对扫掠的开始定时以与激光脉冲一致来控制每一扫掠的第一脉冲的位置。此方法实现脉冲的后续线之间的相位关系的控制。脉冲可经控制以产生其中邻近线中的脉冲彼此对准(同相)的立方体布置,或其中邻近线中的脉冲不对准(不同相)的六角组装。使用此方法,可更改后续线的相位关系以最小化任何显而易见的衍射假影。可控制脉冲的相位关系使得表面结构的每隔一条线对准,例如在ABAB脉冲间距布置中,其中A和B指代脉冲间距对准。还可采用线到线的任何其它适当脉冲间距布置对准。改变相邻脉冲的相对位置和间隔会改变所得衍射假影的相对位置,并且还可影响衍射假影的感知强度。

减小衍射假影的感知强度的另一方法为修改脉冲到脉冲和线间距间隔使得其类似或基本上相同。此过程产生大体上对称的表面结构,如上文所描述。此方法结合上文描述的相位控制产生衍射假影的充分界定的类似于栅格的阵列,其表面上归因于衍射光斑的增加的分离而减小个别光斑的总体强度。衍射光斑强度的此减小可产生不太明显且借此并不会令人反感的总体衍射图案。

示范性表面损坏结构在图9-14中说明。图9为由激光烧蚀过程以30m/s的恒定速度、130μm的间距和无输出同步的情况下产生的表面损坏结构。图10为由激光烧蚀过程以30m/s的恒定速度、130μm的间距和输出同步产生以产生正方形组装对准的表面损坏结构。图11为由激光烧蚀过程以40m/s的恒定速度、100μm的间距和输出同步产生以产生正方形组装对准的表面损坏结构。图12为由激光烧蚀过程以40m/s的恒定速度和80-120μm的范围内的随机间距产生的表面损坏结构。图13为由激光烧蚀过程以30-50m/s的范围内的随机速度和100μm的恒定间距产生的表面损坏结构。图14为由激光烧蚀过程以30-50m/s的范围内的随机速度和80-120μm的范围内的随机间距产生的表面损坏结构。如这些图中所展示,在过程的速度或间距中引入随机性产生不规则表面结构。此外,过程的速度和间距直接影响表面上产生的假影的间隔和间距。此外,输出同步允许实现所要行到行对准,例如正方形组装。

本文所描述的用于减少与激光烧蚀过程相关联的衍射图案的出现的方法可应用于此项技术中已知的任何适当激光烧蚀过程。举例来说,本文所描述的方法可应用于2015年10月2日申请的第14/874,263号美国专利申请案中描述的第二表面激光烧蚀过程,所述专利申请案的全文出于任何和所有目的以引用的方式并入本文中。第二表面激光烧蚀过程为其中用于从表面移除材料的激光束在激光束撞击待移除材料之前穿过表面的过程。

开发了一种量化衍射效应的严重度的方法。在一些情况下,衍射效应完全不存在,这可为优选的。在其它情况下,衍射效应可存在,但具有并非令人反感的严重度。光照条件和环境因素可影响是否所述效应在现实世界条件中明显以及是否其令人反感。

一种用于测量衍射效应的实验室设备包含点光源,例如具有发光端的光纤。图15描绘实验室设备。在变暗的房间中采取测量以最小化由杂散光引入的误差。光朝以选定角度向待评估的表面投射。彩色相机位于与表面成互补角度处,且对结果成像。由相机检测到的光随后分成主要颜色,且软件算法分析图像以确定可涵盖所反射图像的椭圆,且界定分析区域。分析区域在图16和17中展示。分析区域可随着衍射效应的严重度缩放,其中较严重衍射效应具有较大分析区域。所述区域经分析,且从图像减去黄光。红、蓝和绿强度随后求和和正规化到分析区域。此随后给出可被称为衍射严重度的衍射效应的严重度的定量量度,其中衍射严重度的较高值指示较严重、明显和/或视觉上令人反感的衍射效应,且较低值指示不太严重、明显和/或视觉上令人反感的效应。

光源由Ocean Optics提供,型号为“Blue Loop”,且将光馈送到600微米光纤。光从光纤的端部朝向样本以从样本的平面测得的35度的α角度导向。光纤的端部定位在距样本距离D1,17”处,且接近点光源。照明区域为近似180平方厘米。照明区域应足够大使得照明对图像强度产生极少影响或无影响。如果光纤太接近零件,那么来自照明圆锥的较亮背景噪声被拾取,而非仅光纤上成像的亮斑。相机以可比角度α定位在距样本距离D2,17”处。相机是Basler型号AC2500-14UC,具有f1.8孔径。透镜是50mm Fujinon透镜,型号#HF50SA-1。透镜的焦点经调整使得相机的焦平面在光纤的端部处。

相机检查采用静态曝光。积分时间需要选择为足够短使得红色、绿色或蓝色饱和,且足够长使得衍射颜色在测量的噪声电平以上可感知。这两个积分时间之间的差界定工作积分时间。积分可设定在两个值之间的半程处。对于所采用的光源和相机,曝光时间设定成近似50毫秒。

相机经校准到特氟龙斑块以便达成恰当白平衡。红、绿和蓝增益视需要经调整,以获得特氟龙斑块的恰当颜色。

分析的相机图像在图17中展示。图像分解为两个区--排除区和分析区域,如图16中展示的示意图和图17中的所标注相机图像中说明。每一区域的直径是基于图像的中心中亮光源的大小。测量中心亮斑的直径,且排除区与亮斑同心并具有亮斑的两倍(2×)的直径。外圆界定总分析区域,且为中心亮斑的直径的六倍(6×)。评估排除圆和6×直径圆之间的区中中心亮斑的两侧上的垂直彩色衍射条带的分析图像。

随后检查彩色区域以获得基本上由红、蓝或绿光的任一者组成的区。这些区界定衍射条带。针对这些颜色中的每一者计算的面积随后求和,且求和的面积除以总分析面积以产生与衍射效应相关联的单位较小百分比数字。

随着衍射效应的量值增加和减小所述面积,红、蓝和绿区按比例改变。随着效应的量值变化,衍射区的数目可增加,或区的宽度和长度可改变。测量对积分时间相对不敏感。举例来说,在近似+/-25%的工作积分时间的情况下,所得衍射数目可改变仅约+/-5%。

零件的视觉检查连同测量用于确定对应于无视觉上可辨别的衍射效应的衍射阈值。此阈值可随所分析样本的类型变化,且可受表面上存在的不同涂层影响。在阈值限制以下,所测量的值可变化,但可仅指示样本和/或系统的不同类型的噪声。

测得的衍射严重度值可与特定观察者或观察者群组的主观反感程度、光的类型、视角、观察者及烧蚀表面和光源之间的相对和绝对距离,和/或其它变量相关,使得一组标准化条件下获得的衍射严重度值可用于识别可接受阈值。测得的衍射严重度值还可用于评估衍射效应的严重度的改变以用于实验目的。

使用此技术产生的测得的衍射严重度值用于选择具有不同衍射严重度水平的一系列电致变色镜面样本。样本在实验室和驾驶条件中审查,且主观地评级并确定阈值。观察者的年龄、车辆类型和驾驶路线都影响所述评级。27位参与者审查具有不同衍射等级的一系列镜面。下文展示用于研究的零件数目(频率)与衍射等级。当衍射严重度高于约12时,88%的参与者对所述效应反感,而当衍射严重度高于约5时仅66%的参与者反感。当衍射严重度约3时,46%的参与者对所述效应反感。当衍射严重度小于约2时,仅19%的参与者觉得所述效应令人反感。为了使约一半的参与者认为效应可接受,衍射严重度值应低于约5。图18中展示研究的结果。

衍射严重度可小于约5、优选小于约2.5,并且最优选小于约1.5。最严格的光照条件下衍射效应的可见性在约0.7到1.0的衍射严重度处开始。

本发明的另一方面为一种由上述方法中的任一者产生的电致变色组合件,例如车辆后视镜面组合件。

虽然已经说明并且描述了某些实施例,但应理解,可以根据所属领域的一般技术在不脱离如所附权利要求书中所限定的技术的较广方面的情况下在其中进行改变和修改。

可以在没有本文中未特定揭示的任何要素或限制存在的情况下适当地实践本文中说明性地描述的实施例。因此,举例来说,应广泛地且非限制性地理解术语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“具有(having)”、“含有(containing)”等。另外,在本文中使用的术语和表达已用作描述而非限制的术语,并且在这类术语及表达的使用中不意图排除所展示和描述的特征的任何等效物或其部分,而是应认识到,在如所主张的技术范围内各种修改是可能的。另外,短语“基本上由……构成”将理解为包含那些具体列举的要素和那些并未实质上影响所主张的技术的基本和新颖特性的额外要素。短语“由……组成”排除任何未指定的要素。

本发明不限于本申请案中所描述的具体实施例。如所属领域的技术人员将显而易见,可以在不脱离其精神和范围的情况下进行许多修改和变化。除本文中所列举的那些之外,所属领域的技术人员根据前文描述应清楚还有在本发明范围内的功能上等效的方法和组合物。这类修改和变化也意在属于所附权利要求书的范围内。本发明仅由所附权利要求书的术语以及权利要求书所授权的等效物的完整范围来限制。应理解,本发明不限于具体方法、试剂、化合物组成物或生物系统,这些当然可以改变。还应了解,本文中所用的术语仅仅是为了描述具体实施例,并且不打算作为限制。

此外,当根据马库什组(Markush groups)描述本发明的特征或方面时,所属领域的技术人员应认识到,本发明也由此根据马库什组中成员的任何个别成员或子组描述。

所属领域的技术人员将理解,出于任何和所有目的,特别是就提供书面描述来说,本文所揭示的所有范围还涵盖其任何和所有可能的子范围和子范围组合。任何列举的范围可以因充分说明而易于识别,并且能够将同一个范围分解为至少相同的两份、三份、四份、五份、十份等。作为非限制性实例,本文中论述的每个范围可易于分解为下部三分之一、中间三分之一和上部三分之一等。所属领域的技术人员还应理解,所有语言,例如“多达”、“至少”、“大于”、“小于”等都包含所列举的数字,并且指代可以随后如上文所论述而分解为子范围的范围。最后,所属领域的技术人员将理解,一范围包含每个个别成员。

本说明书中所提到的所有公开案、专利申请案、已颁布专利以及其它文献都以引用的方式并入本文中,如同特定地且单独地指示每个个别公开案、专利申请案、已颁布专利或其它文献以全文引用的方式并入本文中。以引用的方式并入的文本中所含有的定义在达到以下程度时被排除:其与本发明中的定义相抵触。

其它实施例阐述于所附权利要求书中。

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