一種指紋采集光纖面板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖面板生產(chǎn)制作技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及指紋采集光纖面板的制作方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光纖面板是由許多根規(guī)則緊密排列的光學(xué)纖維組成的一種硬質(zhì)光纖元件，它具有 集光性能好，分辨率高，在光學(xué)上具有零厚度，可以無失真地傳遞高清晰度圖像等特點，廣 泛用于各種電子光學(xué)器件的輸入、輸出端口。
[0003]目前光纖面板已作為部分光學(xué)指紋識別系統(tǒng)的關(guān)鍵元件，具有體積小、識別率高 的特點，在市場上已逐步崛起。
[0004] 現(xiàn)有的光纖面板產(chǎn)品主要用于微觀夜視、物理科研、醫(yī)療等高端領(lǐng)域，其對原材料 的要求較高，要經(jīng)過拉絲、排板、熔壓、滾圓、切割、精加工等工序，材料昂貴，制作復(fù)雜，成本 較高。
[0005] 對于指紋識別系統(tǒng)，低價格是市場競爭的重要因素，現(xiàn)有光纖面板的制作方法由 于成本較高，不利于其指紋識別系統(tǒng)的推廣使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了降低使用光纖面板進(jìn)行指紋采集的成本，本發(fā)明提供了一種用于指紋采集光 纖面板的制作方法。
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種指紋采集光纖面板的制作方法。
[0008] 本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種光纖面板的制作方法，包括以下步驟： 1) 單光纖絲的拉制 在皮玻璃管內(nèi)插入芯玻璃棒進(jìn)行同心組合，將棒管組合體拉制成單光纖絲； 2) 雜光吸收絲的拉制 將雜光吸收玻璃拉制成雜光吸收絲，雜光吸收絲尺寸根據(jù)單光纖絲尺寸而確定，用于 插入單光纖與單光纖之間的縫隙中； 3) 復(fù)合光纖的拉制 將拉制成的單光纖絲緊密排列到排棒模的空腔中，在單光纖絲之間的縫隙插入雜光吸 收絲形成復(fù)合棒；將復(fù)合棒拉制成復(fù)合光纖； 4) 光纖面板拉制 將拉制好的復(fù)合光纖，再次緊密排列到排棒模的空腔中形成二次復(fù)絲棒，懸掛在拉絲 機上并對其抽真空，使復(fù)絲棒經(jīng)拉制后更緊密地貼合在一起，拉制后得光纖面板毛坯棒； 5) 毛坯棒退火 將光纖面板毛坯棒進(jìn)行退火操作，退火溫度從室溫經(jīng)過4~7h升至580~6 KTC，并在 580~610°C保溫4~7h，然后經(jīng)過58~62h降溫至20~40°C，取出毛坯棒； 6)光纖面板的外形加工 將退火后的毛坯棒根據(jù)產(chǎn)品要求切割成大于0. 2mm厚的面板，即得光纖面板。
[0009] 進(jìn)一步的，上述芯玻璃棒為折射率為I. 65~1. 80的玻璃棒。
[0010] 進(jìn)一步的，上述皮料玻璃管為折射率為I. 45~1. 60的玻璃管。
[0011] 進(jìn)一步的，步驟1)拉絲時先對棒管組合體抽真空，使其經(jīng)拉制后更緊密地貼合在 一起。
[0012] 進(jìn)一步的，步驟1)和步驟3)中拉制時的拉絲溫度獨立為770~800°C。
[0013] 進(jìn)一步的，步驟2)中雜光吸收絲拉制的拉絲溫度為750~780°C。
[0014] 進(jìn)一步的，步驟4)中拉制時的拉絲溫度為780~800°C。
[0015] 進(jìn)一步的，上述排棒模的空腔成正六邊形。
[0016] 進(jìn)一步的，上述方法所制得的光纖面板的數(shù)值孔徑大于0. 8,分辨率為6~90 Ip/ mm〇
[0017] 上述方法制得的光纖面板在指紋采集中的應(yīng)用。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是： 1)在本發(fā)明中，芯玻璃棒為折射率為I. 65~1. 80的玻璃棒；上述皮料玻璃管為折射率 為I. 45~1. 60的玻璃管，雜光吸收玻璃為黑玻璃，本發(fā)明相對常規(guī)面板具有材料成本低，不 需要排板、熔壓工序，簡化了生產(chǎn)工藝，縮短了加工周期，同時不用投入大量的熔壓模具、熔 壓爐和熔壓設(shè)備，成本可得到大幅度下降，滿足指紋識別系統(tǒng)的市場競爭需求。
[0019] 2)本發(fā)明通過設(shè)計相應(yīng)的玻璃材料，光纖面板的數(shù)值孔徑控制在大于0. 8,該數(shù)值 孔徑范圍的玻璃材料相對現(xiàn)有光纖面板的數(shù)值孔徑要求多1的材料制作成本可大幅度降 低。
[0020] 3)本發(fā)明制作出的光纖面板是一種中膨脹系數(shù)、高熱穩(wěn)定性的光纖產(chǎn)品；分辨率 可達(dá) 6~901p/mm〇
【附圖說明】
[0021] 圖1為芯玻璃棒與皮玻璃管的組合示意圖，1、皮玻璃管，2、芯玻璃棒； 圖2為復(fù)合光纖拉制前單光纖絲和雜光吸收絲的排板示意圖； 圖3為復(fù)絲棒和接頭相連接的示意圖； 圖4為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0022] -種光纖面板的制作方法，包括以下步驟： 1) 單光纖絲的拉制 在皮玻璃管內(nèi)插入芯玻璃棒進(jìn)行同心組合，將棒管組合體拉制成單光纖絲； 2) 雜光吸收絲的拉制 將雜光吸收玻璃拉制成雜光吸收絲，雜光吸收絲尺寸根據(jù)單光纖絲尺寸而確定，用于 插入單光纖與單光纖之間的縫隙中； 3) 復(fù)合光纖的拉制 將拉制成的單光纖絲緊密排列到排棒模的空腔中，在單光纖絲之間的縫隙插入雜光吸 收絲形成復(fù)合棒；將復(fù)合棒拉制成復(fù)合光纖； 4) 光纖面板拉制 將拉制好的復(fù)合光纖，再次緊密排列到排棒模的空腔中形成二次復(fù)絲棒，懸掛在拉絲 機上并對其抽真空，使復(fù)絲棒經(jīng)拉制后更緊密地貼合在一起，拉制后得光纖面板毛坯棒； 5) 毛坯棒退火 將光纖面板毛坯棒進(jìn)行退火操作，退火溫度從室溫經(jīng)過4~7h升至580~6 KTC，并在 580~610°C保溫4~7h，然后經(jīng)過58~62h降溫至20~40°C，取出毛坯棒； 6) 光纖面板的外形加工 將退火后的毛坯棒根據(jù)產(chǎn)品要求切割成大于0. 2mm厚的面板，即得光纖面板。
[0023] 優(yōu)選的，上述芯玻璃棒為折射率為I. 65~1. 80的玻璃棒。
[0024] 優(yōu)選的，上述皮料玻璃管為折射率為I. 45~1. 60的玻璃管。
[0025] 優(yōu)選的，步驟1)拉絲時先對棒管組合體抽真空，使其經(jīng)拉制后更緊密地貼合在一 起。
[0026] 優(yōu)選的，步驟1)和步驟3)中拉制時的拉絲溫度獨立為770~800°C。
[0027] 優(yōu)選的，步驟2)中雜光吸收絲拉制的拉絲溫度為750~780°C。
[0028] 優(yōu)選的，步驟4)中拉制時的拉絲溫度為780~800°C。
[0029] 優(yōu)選的，上述排棒模的空腔成正六邊形。
[0030] 優(yōu)選的，步驟5)中降溫的速度為勻速降溫。
[0031] 優(yōu)選的，上述方法所制得的光纖面板的數(shù)值孔徑大于0. 8,分辨率為6~90 lp/mm。
[0032] 上述方法制得的光纖面板在指紋采集中的應(yīng)用。
[0033] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此。
[0034] 實施例1 一種指紋采集光纖面板的制作方法 1)單光纖絲的拉制 如圖1所示，在皮玻璃管2內(nèi)插入芯玻璃棒1，二者進(jìn)行同心組合，組合后懸掛在拉絲設(shè) 備上，對皮玻璃管進(jìn)行抽氣，啟動拉絲爐溫度升至玻璃的軟化溫度770~800°C (可根據(jù)拉絲 爐和實際拉絲過程的光纖軟化情況適當(dāng)調(diào)整溫度)，玻璃軟化下垂，然后通過拉絲輪牽引拉 伸，皮玻璃管就會和芯玻璃棒貼合在一體，通過拉絲機的切絲裝置時，光纖被切割成等長的 單光纖，形成相應(yīng)的單光纖絲41 (如圖2所示)，長度可控制在0. 8m~l. 2m之間。
[0035] 上述芯玻璃棒為折射率為1.65~1. 80的玻璃棒；上述皮玻璃管為折射率為 I. 45~1. 60的玻璃管；其中皮玻璃管和芯玻璃棒的尺寸根據(jù)設(shè)備的加工能力可進(jìn)行相應(yīng)的 調(diào)整，為了保證芯玻璃棒可與皮玻璃管較好配合，芯玻璃棒的直徑一般比皮玻璃管內(nèi)徑小 1~2mm〇
[0036] 在拉絲過程中，通過調(diào)整拉絲的速度和輸送玻璃管棒的速度來控制單光纖的直 徑，根據(jù)等體積的關(guān)系
，棒外徑和光纖外徑根據(jù)產(chǎn)品實際尺 寸的需要進(jìn)行對應(yīng)設(shè)計，通過調(diào)節(jié)拉絲速度和送棒速度的大小，即可獲得相應(yīng)直徑的單光 纖。
[0037] 2)雜光吸收絲的拉制 選擇需要的雜光吸收玻璃（黑色玻璃）；參照上述單光纖絲的拉制工藝，設(shè)置拉制溫度 為750~780°C，將雜光吸收玻璃拉制成與單光纖絲等長的雜光吸收絲，雜光吸收絲后續(xù)插于 單光纖與單光纖之間，其尺寸根據(jù)單光纖絲尺寸而確定。
[0038] 3)復(fù)合光纖的拉制 如圖2所示，將拉制成的單光纖絲41緊密排列到正六方形空腔結(jié)構(gòu)的排棒模3中，形 成正六邊形結(jié)構(gòu)，正六邊形的大小可根據(jù)產(chǎn)品要求和設(shè)備加工能力進(jìn)行調(diào)整，不影響產(chǎn)品 的最終結(jié)果。單光纖絲41之間的縫隙插入雜光吸收絲42形成復(fù)合棒。
[0039] 將復(fù)合棒綁扎牢固，懸掛在拉絲機上，設(shè)置拉絲溫度為770~800°C之間，調(diào)整送棒 速度、拉絲速度等工藝參數(shù)，使復(fù)合棒通過拉制按一定的比例縮小成為所需規(guī)格的復(fù)合光 纖(通常復(fù)合絲外徑為1~1. 5mm)，將復(fù)合光纖等長切割，長度可控制在0. 8m~l. 2m。
[0040] 4)光纖面板拉制 將拉制好的復(fù)合光纖，再次緊密排列到正六方形空腔結(jié)構(gòu)的排棒模3中，形成二次復(fù) 絲棒，正六邊形的大小可根據(jù)產(chǎn)品要求和設(shè)備加工能力進(jìn)行調(diào)整，將復(fù)絲棒4和接頭5連接 在一起(如圖3所示)，綁扎牢固后，懸掛在拉絲機上，