ロボティクスおよび工場オートメーションにおける要件は変化してきた—より薄い部品、より広い帯域、より過酷な環境—そしてその変化はARコーティングガラスサプライヤーに求められる品質を変えている。本稿では、需要の方向性、それが仕様に意味する内容、および設計が単一の工程に縛られないよう調達を構成する方法を検討する。
ロボティクスおよび工場オートメーションにおけるAR反射防止ガラス
ロボティクスおよび工場オートメーションにおいて、それは品質に対する一般的な好みではなく、特定の要件セットに翻訳される。ロボットおよび自動化セルは、ガラスではなく金属のために作られた環境—冷却剤、切りくず、振動、および洗浄薬品—で光学部品を連続して使用する。センサおよびビジョン窓は、制御システムが前提とする再現性を維持しながら、拭かれ、ぶつけられ、水をかけられても生存しなければならない。
コストと納期を左右する要因
ARコーティングのコストは、層数、コーティングされた面積、および片面か両面かの処理に応じて増大する。片面の4層広帯域スタックが経済的なベースラインである；平均反射率を0.2%未満に押し下げること、帯域を拡張すること、または撥水および帯電防止機能を追加することは、それぞれ層を追加し工程の感度を高める。両面のコーティングはプロセスコストを約2倍にするが、通常、2つの片面部品よりも安価である。パターン化されたコーティング、有効口径、およびマスク領域は、コストがマスクに支配されるリソグラフィまたはマスキング工程を追加する。ロボティクスおよび工場オートメーションにおいて、最も安価な改善はほぼ常に第2面をコーティングすることである。なぜなら未コーティングの裏面は、前面のコーティングが除去する以上の反射光を寄与することが多いからである。
ARコーティングガラスが実際にどのように機能するか
反射防止（AR）コーティングは、ガラス表面から通過する代わりに跳ね返る光を減らす。コーティングされていない光学ガラスは面あたり約4%を反射し、これは両面窓が光のほぼ8%を失うことを意味し、ディスプレイやカメラにとってより悪いことに、その反射光がグレアとゴースト画像として戻ってくる。単層のフッ化マグネシウムコーティングは各面を約1.5%に減らし、多層広帯域設計は可視帯域全体で0.5%未満にする。結果は、より多くの透過光と、はるかに暗くより中性な残留反射の両方である。ロボティクスおよび工場オートメーションにおいて、その組み合わせこそが一枚のガラスを消えたように見える窓へと変えるものである—適切にコーティングされた部品の視覚的特徴は、観察者がガラス自体ではなくその背後の物体に気づくことである。
コストを下げる設計ルール
何をコーティングするかを決めることは、どのようにするかを決めることと同様に重要である。可能な限り両面をコーティングする。なぜなら第2面は通常、第1面と同じだけの反射光を寄与するからである。帯域は習慣ではなく光源から選ぶ：850 nmの照明も通すセンサ窓の可視専用コーティングは、その照明をシステム内へ反射する。接着剤やガスケット用に、有効口径の周囲に0.5〜1 mmの明確なマージンを残し、取扱いがコーティング面に触れないよう面取りを指定する。ディスプレイが積層される場合、光学接着剤の屈折率がコーティング設計と一致することを確認する。なぜなら不一致は内部界面で反射を再び導入するからである。ロボティクスおよび工場オートメーションにおいて、これらの詳細こそが、見えなく見える部品と、単にうまく測定されるだけの部品を分けるものである。
規格・文書・トレーサビリティ
ARコーティングガラスは、光学性能仕様に加えて耐久性およびコンプライアンス文書によって認定される。光学受入れは、定義された測定幾何学を伴う、指定帯域にわたる反射率、透過率、およびヘイズの目標によって定義される。耐久性は通常、摩耗、密着性、および湿度についてMIL-C-48497に従い、屋外暴露または洗浄体制のための追加の顧客固有試験を伴う。環境コンプライアンスはRoHSおよびREACH宣言を通じて文書化される。ロボティクスおよび工場オートメーションにおいて、出荷を最も頻繁に遅らせる規格は顧客独自のものである：特定の洗浄薬品耐性リスト、接合に必要な表面エネルギー、または表面抵抗で表される帯電防止要件。
ロボティクスおよび工場オートメーションに特有の要件
ロボティクスおよび工場オートメーションにおいて、それは品質に対する一般的な好みではなく、特定の要件セットに翻訳される。ロボットおよび自動化セルは、ガラスではなく金属のために作られた環境—冷却剤、切りくず、振動、および洗浄薬品—で光学部品を連続して使用する。センサおよびビジョン窓は、制御システムが前提とする再現性を維持しながら、拭かれ、ぶつけられ、水をかけられても生存しなければならない。
- 工場床用の衝撃および摩耗耐性
- 数百万サイクルにわたる再現性のある光学性能
- 溶剤および冷却剤耐性
- 単純な取付け幾何形状をもつコンパクトな外形
ロボット安全のISO 10218コンテキスト、ISO 10110図面、および顧客固有の環境試験プロトコル。
選定データ一覧
| パラメータ | 標準値 | 備考 |
|---|---|---|
| 面あたり反射率 | R ≤ 0.5 %平均、R ≤ 0.2 %達成可能 | 420 - 680 nm |
| 透過向上 | 片面最大99 %、両面で> 99 % | コーティングなしB270の92 %に対して |
| 帯域オプション | 400-700、400-1100、900-1700 nm、デュアルバンド | 広帯域またはチューニング |
| 基板 | B270、超透明、ホウケイ酸ガラス、石英、アクリル | 0.5 - 12 mm |
| ヘイズ | ≤ 0.3 %、通常≤ 0.1 % | ヘイズメータ |
| 耐摩耗性 | 鉛筆硬度9H、スチールウール0000合格 | 硬質酸化物スタック |
| 密着性 | テープ試験4B以上 | クロスハッチ |
| 環境 | 85/85湿度、塩水噴霧、UV安定 | 屋外グレードあり |
| コーティングパターン | 全面、有効口径のみ、またはマスク | マージン0.5 - 1 mmが標準 |
よくある質問
熱処理または強化ガラスをコーティングできますか？
はい、しかし強化サイクルがほとんどの薄膜スタックを損傷するため、コーティングは強化後に適用されなければならない。コーティングされた部品をその後強化しなければならない場合、コーティング設計は熱安定性用に選択されなければならない。
なぜ反射が青または緑に見えるのですか？
スタックは各波長で同一ではなく、帯域全体で反射率をバランスさせるためである。残留色は中性に調整できるが、通常より多い層を必要とするため、許容できる残留色を明示的に指定する。
反射防止に加えて防眩処理も提供しますか？
はい。反射防止コーティングは透過光を最大化し、防眩エッチングは視認性のために反射光を散乱させる。多くのディスプレイ製品は、顧客が両方を望む場合、コーティングされた前面とエッチングされた表面を組み合わせる。