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手机IR孔油墨透光率测试与质控分析

来源: 时间:2019-02-22 15:03:03 次数:

1 问:IR 孔的主要作用?

答:IR 孔的几个作用:a)感应红外光,配合屏幕控制;b)感应可见光控制虚拟按键Icon,c)背光调节;d)实现一定的遮蔽作用。

 

2 问:怎样选择透光率质控波长?

 颜色VS波长分布图

答:从400-1000nm的可见光到红外线透光率曲线包含数千个波长,每个波长对应一个透光率值,数据量巨大,实际生产时选择几个特定波长点,作为质控点,可降低工作量。可见区常选用的550nm是光感元件灵敏点,实际上选择540nm,600nm都是可以的,常选用的850nm代表红外线,也可以选择880nm,900nm,940nm等。如果知道智能设备的红外感应光源的中心波长值更好,可以设置透光率仪器测量该波长点透光率,如875nm。一般要求波长点的精度在1nm (波长单位)以内,质控波长点选择越多越好,如三星的450nm,550nm,600nm,700nm,850nm,940nm六个波长就较好的控制了曲线形态。

 

3 问:为什么有时4个质控波长点透光率值都合格,实际使用后IR孔不良率也很高?

答:综合IR 感光孔的作用可知:从400-1000nm的光,数千个波长的光都影响IR孔的感光能力,也就是说,IR孔要保证可见光和红外光的分布比例,以免传感器误工作,如果只有450nm,550nm,850nm,940nm四个波长的数值合格,其他波长下透光率不合格,产品也可能不合格。这也是很多客户都需要供应商提供透光率曲线图谱,及间隔1-5nm数据报告的原因

 

4 问:透光率曲线的重要性?

答:如下两种Cover lens,3个监控波长点550nm ,850nm,940nm数据吻合而透光率曲线不吻合,导致IR孔颜色色差明显,光学功能也不同的实例。 曲线可以看出油墨材料相近,但油墨配比差异大)。 

 HUAWEIVIVO测量数值分析如下:

 

550nm

850nm

940nm

HUAWEI

7.35%

83.29%

85.73%

VIVO

7.30%

82.03%

85.41%

差值

0.03%

1.26%

0.32%

上表可以看出,550nm ,850nm,940nm误差很小,单看这三个数据,IR孔几乎没有差异的。实际上两种IR孔一个偏紫红,一个偏蓝色,颜色不一样(颜色和透光率是等效关系),也即光学感光性能不一样,对IR 传感器的影响也不一样。

 

400nm

700nm

400-800nm平均透光率

HUAWEI

28.14%

58.72%

35.54% 

VIVO

20.84%

24.87%

22.92%

差值

7.3%

33.85%

12.62%

从上表可以看出,400nm、700nm差异很大,由于400nm 和700nm 对IR 传感器都起作用,(作用系数不一样),如果以400nm,700nm作为质控波长的话,显然IR孔是有差异的。

结论:脱离透光率曲线,单独管控几个点的透光率值是有一定风险的,反之,控制住透光率曲线一致,再控制波长点就比较有意义和实效了。

 

5 问:有没有统一的透光率标准适合所有的智能设备?

答:目前没有,由于智能设备如手机、PAD的IR孔大小、光传感器、红外光源强度都是不一致,造成了光电响应阈值是不同的,所以没有一个固定的光学透光率标准和透光率曲线能适配所有智能设备,一般需要在反复试验后,指定一个透光率曲线作为标准,然后留出一定的浮动比例作为生产要求。一个透光率曲线指定后,也就等效指定了数千个波长下的透光率,包括550nm,850nm。

 

6 问:更换油墨或者客户或供应商后,如何确保透光率达标呢?

答:合理的建议是:使用广州景颐光电科技有限公司IR孔透光率检测仪测量合格的(或客户认可的)IR孔的透光率曲线,包含400-1000nm包含各个波长的数值,然后测量自己生产的产品,从透光率曲线上可以看出,油墨品种和油墨配比的差异,如果两种曲线差异大,需要更换油墨品种或者调整油墨配比,直到曲线近似形态一致。

如果曲线不一致,即使指定的波长点如550nm,850nm透光率值合格,IR孔光学性能也未必合格,勉强使用也可能存在感应不稳定。

如果曲线一致,稳定该工艺,就可以选择几个特定波长测试了,监控曲线特征选择波长点越多越好,至少建议:可见区选择两个波长,如500nm(或450nm),550nm,红外区选择两个波长如850nm(或880nm),940nm等,并且在生产时关注下曲线特征,如果变化明显,可能是油墨配比或材料有变化。

 

7 问:油墨成分和油墨比例从曲线中如何观察?

答:油墨材料中的有机成分光学吸收特征和能力(透光率)不一样,表现为在400-1000nm的宽光谱范围内有不同的峰峰谷谷,起起伏伏状。其峰型或谷型近似,高度(透光率值)不一样,一般表示该成分相似但浓度或油墨厚度不一样,如上面Huawei和Vivo。

如果出现了明显不一样的波形,一般是油墨材料差异很大,如Nokia 的IR孔,在530nm附近有明显的峰型,这是Huawei IR 孔曲线上所没有的,说明其油墨成分不一样,虽然外观一致,也是IR 蓝紫。

其他颜色的IR孔,如IR 灰,也是需要对比曲线的,如Samsung和Lenovo的IR孔,外观是一样的IR灰色,实际透光率曲线差异也较大。

 

8 问:贵司的透光率仪和市场上存在的透光率仪有什么区别?

答: 1、我司的产品和【扫描分光光度计】(美国安捷伦Cary300,日本日立,岛津UV1800等)在光学原理上同属于一大类,即光栅分光,但在检测原理操作便宜和价格方面有明显优势,故称为IR孔透光率快速检测仪

       2、我司的产品和目前市面上手持的透光率仪(千元左右)有本质的光学差别,后者属于不分光型产品,其特点为利用 有颜色的LED作为光源,检测被测物对该光源强度的衰减程度,测量出透光率,其透光率的对应的波长不是一个确定波长,实际发出的中心波长介于520-580nm之间,只能提供【理论波长值】,如理论值550nm(取决于其LED的电流),实际波长不确定,误差达10-15nm甚至更多;且测量3个波长需要放在三种LED光源孔内检测三次。我司的产品只需要放一次同时出3000个波长的透光率数据,波长属于确定值,误差0.25nm精密级。我司的入射光源为严格的平行光,手持的LED光源因为结构的问题,一般不对光源进行处理,为自然发散光源,对IR孔的雾度补偿能力弱。

 

9 问:这种分光型的快速透光率仪只能测量IR 孔吗?

答:广州景颐光电科技有限公司分光型快速透光率仪具备宽波长的分光能力,波长自由设置,可以测量玻璃、亚克力、油墨、电镀或镀膜、摄像头、ITO膜、PET膜、IR塑胶板、液晶等材料,为通用测量机器;且平台为开放式,样品大小可以从1mm-1米直径,特殊机型尺寸还可以更大。

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