光学监控机构及镀膜装置的制作方法

1.本发明涉及光学镀膜设备技术领域，特别是涉及一种光学监控机构及镀膜装置。


背景技术：

2.光学薄膜在近代光学发展中有着极为重要的作用。现有镀膜设备，包含电子枪蒸发镀膜设备，离子溅射镀膜设备以及磁控溅射镀膜设备在镀膜过程中，膜厚实时监控方式主要包涵时间控制，晶控以及光学监控。而对于光通信、生物医疗等一些对监控精度要求较高的产品，光学监控是膜厚监控系统中必备的要求。
3.传统技术中，光学监控方式多为单光路监控，只能实时读取一个位置的光控信号变化，也就只能反映出监控位置同等半径下的膜厚变化，就会导致整个镀膜过程无法了解其他未知的膜厚变化。对于一些镀制膜层多，总厚度较厚的产品，由于单炉镀膜时间太长，在整个镀膜过程中，无论是蒸发设备还是溅射设备，都无法完全保证整个过程中镀膜区域内的膜厚均匀性保持不变，尤其是离子溅射镀膜设备，随着镀膜时间的增长，栅网上会有较厚的膜层沉积，导致栅网变形，因此会导致产品的合格区域不受控，进而导致镀膜产能不受控。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种光学监控机构及镀膜设备，能够有效实现多光路监控，提升镀膜品质。
5.其技术方案如下：一种光学监控机构，所述光学监控机构包括：监控板，所述监控板开设有第一监控孔及第二监控孔，所述第一监控孔与所述第二监控孔在所述监控板上间隔设置，且所述第一监控孔到所述监控板圆心的距离r1与所述第二监控孔到所述监控板圆心的距离r2不相等，所述第一监控孔与所述第二监控孔用于供光线穿过；转轴，所述转轴与所述监控板的圆心连接，所述转轴用于驱使所述监控板转动。
6.在其中一个实施例中，所述监控板还开设有第三监控孔，所述第三监控孔与所述第一监控孔、所述第二监控孔均间隔设置，且所述第三监控孔到所述监控板圆心的距离r3与所述第一监控孔到所述监控板圆心的距离r1及所述第二监控孔到所述监控板圆心的距离r2均不相等，所述第三监控孔用于供光线穿过。
7.在其中一个实施例中，沿所述第一监控孔的轴向对所述第一监控孔做截面获取第一截面，所述第一截面轮廓为矩形，且所述第一监控孔分别与监控板的高度方向的相对两侧面垂直设置。
8.在其中一个实施例中，沿所述监控板的径向对所述第一监控孔及所述第三监控孔做截面分别获取第二截面及第三截面，所述第一截面与所述第三截面均为矩形，且所述第二截面的面积大于所述第三截面的面积。
9.在其中一个实施例中，所述第二监控孔的孔壁设有第一反射面与第二反射面，所述第一反射面与所述监控板呈夹角α1设置，所述第二反射面与所述监控板呈夹角α2设置，所
述第一反射面与所述第二反射面均用于反射光线。
10.在其中一个实施例中，所述第一反射面与所述第二反射面平行，沿所述监控板的高度方向对所述第二监控孔做截面获取第四截面，所述第四截面的轮廓为平行四边形，α1＝α2或α1+α2＝180
°
。
11.在其中一个实施例中，所述第三监控孔的孔壁设有第三反射面与第四反射面，所述第三反射面与所述第四反射面平行且与所述监控板呈夹角设置，沿所述监控板的径向，所述第一反射面与所述第二反射面之间的距离d1大于所述第三反射面与所述第四反射面的距离d2。
12.在其中一个实施例中，所述光学监控机构还包括配合件，所述配合件穿设于所述第二监控孔中并与所述第二监控孔的内壁抵触配合，且所述配合件中设有配合孔，所述配合孔用于供光线穿过。
13.在其中一个实施例中，所述监控板设有安装孔，所述安装孔设置于所述监控板的圆心，所述旋转轴通过所述安装孔与所述监控板可拆卸连接。
14.上述光学监控机构，在安装过程中，将镀膜基板与监控板一同安装再旋转轴上，使得镀膜基板与监控板平行并同轴设置。镀膜时，镀膜基板与监控板同轴旋转，在一周的旋转过程中，光线分别通过第一监控孔与第二监控孔到达镀膜基板，由于第一监控孔与第二监控孔到圆心的距离不同，并且不同的监控孔具有不同的倾斜角度，因此，通过同一束光能够分成多路光线，多路光线能够通过不同的监控孔检测镀膜基板不同半径位置的光强变化，以此得到多个位置的膜厚度变化，实现多光路对镀膜的监控，监控板与镀膜基板同轴旋转，可保证光控采样信号的稳定与重复性，从而提高镀膜品质。而且，不需要多路光源就可以实现多光路监控，只需要同一光源，即可实现多光路监控的效果，因此不局限于光斑特别小的激光光源，对于白光光源同样适用。
15.一种镀膜装置，所述镀膜装置包括光源、镀膜基板及上述中任意一项所述的光学监控机构，所述镀膜基板与所述旋转轴连接，且所述镀膜基板与所述监控板同轴设置，所述光源设置于所述监控板背向所述镀膜基板的一侧。
16.上述镀膜装置，在安装过程中，将镀膜基板与监控板一同安装再旋转轴上，使得镀膜基板与监控板平行并同轴设置。镀膜时，镀膜基板与监控板同轴旋转，在一周的旋转过程中，光线分别通过第一监控孔与第二监控孔到达镀膜基板，由于第一监控孔与第二监控孔到圆心的距离不同，并且不同的监控孔具有不同的倾斜角度，因此，通过同一束光能够分成多路光线，多路光线能够通过不同的监控孔检测镀膜基板不同半径位置的光强变化，以此得到多个位置的膜厚度变化，实现多光路对镀膜的监控，监控板与镀膜基板同轴旋转，可保证光控采样信号的稳定与重复性，从而提高镀膜品质。而且，不需要多路光源就可以实现多光路监控，只需要同一光源，即可实现多光路监控的效果，因此不局限于光斑特别小的激光光源，对于白光光源同样适用。
附图说明
17.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为一实施例中所述的光学监控机构的整体结构示意图；
20.图2为一实施例中所述的光学监控机构的内部结构示意图一；
21.图3为一实施例中所述的光学监控机构的内部结构示意图二；
22.图4为一实施例中所述的光学监控机构的安装位置示意图。
23.附图标记说明：
24.100、光学监控机构；110、监控板；111、第一监控孔；112、第二监控孔；113、第三监控孔；114、安装孔；115、第一反射面；116、第二反射面；120、旋转轴；200、镀膜基板。
具体实施方式
25.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施
方式。
31.请参阅图1与图4，图1示出了本发明一实施例中所述的光学监控机构100的整体结构示意图；图4示出了本发明一实施例中所述的光学监控机构100的安装位置示意图，本发明一实施例提供了的一种光学监控机构100，包括：监控板110与转轴。监控板110开设有第一监控孔111及第二监控孔112，第一监控孔111与第二监控孔112在监控板110上间隔设置，且第一监控孔111到监控板110圆心的距离r1与第二监控孔112到监控板110圆心的距离r2不相等，第一监控孔111与第二监控孔112用于供光线穿过；转轴与监控板110的圆心连接，转轴用于驱使监控板110转动。
32.具体地，镀膜基板200玻璃材质，监控板110的材质可为不锈钢、铝板、陶瓷板、木质或其它材质。
33.在一个实施例中，请参阅图1，监控板110的材质为铝合金材质。如此，结构稳定，质量轻，方便各个监控孔的加工。本实施例仅提供一种监控板110的材质选择，但并不以此为限。
34.进一步地，请参阅图1与图4，监控板110还开设有第三监控孔113。第三监控孔113与第一监控孔111、第二监控孔112均间隔设置，且第三监控孔113到监控板110圆心的距离r3与第一监控孔111到监控板110圆心的距离r1及第二监控孔112到监控板110圆心的距离r2均不相等，第三监控孔113用于供光线穿过。如此，通过在监控板110上设置三个不同位置的监控孔，有利于设置多条光路，实现多光路监控系统，实时反映多个半径的膜厚变化，进而体现整个径向的膜厚均匀性变化。并且，通过设置多个光路，有利于读取全通光信号以及暗电流信号以得到更为稳定的光信号。
35.更进一步地，监控板110还能够设置第四监控孔、第五监控孔、第六监控孔等，对镀膜基板200的不同位置和不同半径位置进行光路监控。
36.可选地，第一监控孔111的空间轮廓形状可为圆柱形、矩形柱形、圆台型、曲线型、梯台型或其它形状。
37.请参阅图3与图4，在一个实施例中，沿第一监控孔111的轴向对第一监控孔111做截面获取第一截面，第一截面轮廓为矩形，且第一监控孔111分别与监控板110的高度方向的相对两侧面垂直设置。如此，方便加工，并且能够通过在第一截面内改变光线入射位置，从而改变光线监控位置。本实施例仅提供一种第一监控孔111的具体形状选择，但并不以此为限。
38.为了进一步理解与说明第一监控孔111的轴向，以图2为例，第一监控孔111的轴线为图2中直线s1上任意一箭头所指的方向。
39.可选地，第二监控孔112的空间轮廓形状可为圆柱形、矩形柱形、圆台型、曲线型、梯台型或其它形状。
40.具体地，沿监控板110的径向对第一监控孔111及第三监控孔113做截面分别获取第二截面及第三截面，第一截面与第三截面均为矩形，且第二截面的面积大于第三截面的面积。如此，通过设置不同大小的孔位，能够便捷调整不同光路的间隔，从而改变光路监控的效果。
41.进一步地，第三监控孔113、第四监控孔分别也可为不同大小的圆柱形孔、矩形柱孔、圆台型孔、曲线型孔、梯台型孔或其它形状的孔。
42.在一个实施例中，请参阅图1与图2，第二监控孔112的孔壁设有第一反射面115与第二反射面116。第一反射面115与监控板110呈夹角α1设置，第二反射面116与监控板110呈夹角α2设置，第一反射面115与第二反射面116均用于反射光线。进一步地，第一反射面115与第二反射面116均为反射镜。如此，通过第一反射面115与第二反射面116，能够对光线进行反射，因此通过改变入射角度，能够改变反射到镀膜基板200上光路的监控位置，从而有利于调节光线监控的范围，进而反应镀膜过程中膜厚均匀性变化。
43.其中，因为只用同一束光，每一个有倾斜角度的监控孔必须有一个反射面在光线所在半径位置，以保证光线可以经过反射面偏折位置。
44.可选地，第一反射面115与第二反射面116可为呈夹角交叉设置，或第一反射面115与第二反射面116为平行设置。
45.在一个实施例中，请参阅图2与图4，直线l1为光线偏折方向，第一反射面115与第二反射面116平行。沿监控板110的高度方向对第二监控孔112做截面获取第四截面，第四截面的轮廓为平行四边形，α1＝α2或α1+α2＝180
°
。如此，方便加工，并且光线偏折稳定，有利于提高光线监控的工作可靠性。
46.在一个实施例中，第三监控孔113的孔壁设有第三反射面与第四反射面，第三反射面与第四反射面平行且与监控板110呈夹角设置，沿监控板110的径向，第一反射面115与第二反射面116之间的距离d1大于第三反射面与第四反射面的距离d2。例如，第三监控孔113的截面形状为平行四边形。因此，能够进一步增加光路数量，对镀膜基板200的不同半径位置进行光路监控，从而提高镀膜品质。
47.并且，通过更换不同的监控板110，在不同的监控板110上加工不同形状、不同位置的监控孔，能够方便满足不同镀膜场景下的多光路监控，设置不同的监控位置，以扩大并稳定产品合格区域。
48.在一个实施例中，光学监控机构100还包括配合件(图中未示出)，配合件穿设于第二监控孔112中并与第二监控孔112的内壁抵触配合，且配合件中设有配合孔，配合孔用于供光线穿过。如此，通过在原有的第二监控孔112中安装配合件，不仅能够改变第二监控孔112的形状，还能够改变第二监控孔112的尺寸大小，从而通过更换配合件，能够方便调节光路监控位置。
49.具体地，配合件的外轮廓与第二监控孔112的内轮廓相匹配。可选地，配合孔的形状可为圆柱形、矩形柱型、圆锥型、圆台型、梯台型或其它不规则形状。
50.在一个实施例中，监控板110设有安装孔114，安装孔114设置于监控板110的圆心，旋转轴120通过安装孔114与监控板110可拆卸连接。如此，方便不同监控板110在旋转轴120上的安装与拆卸，从而监控板110的使用便利性，提高工作效率。
51.上述光学监控机构100，在安装过程中，将镀膜基板200与监控板110一同安装再旋转轴120上，使得镀膜基板200与监控板110平行并同轴设置。镀膜时，镀膜基板200与监控板110同轴旋转，在一周的旋转过程中，光线分别通过第一监控孔111与第二监控孔112到达镀膜基板200，由于第一监控孔111与第二监控孔112到圆心的距离不同，并且不同的监控孔具有不同的倾斜角度，因此，通过同一束光能够分成多路光线，多路光线能够通过不同的监控孔检测镀膜基板200不同半径位置的光强变化，从而实现多路监控，监控板110与镀膜基板200同轴旋转，可保证光控采样信号的稳定与重复性，从而提高镀膜品质。而且，不需要多路
光源就可以实现多光路监控，只需要同一光源，即可实现多光路监控的效果，因此不局限于光斑特别小的激光光源，对于白光光源同样适用。
52.在一个实施例中，一种镀膜装置(图中未示出)，镀膜装置包括光源、镀膜基板200及上述中任意一项的光学监控机构100，镀膜基板200与旋转轴120连接，且镀膜基板200与监控板110同轴设置，光源设置于监控板110背向镀膜基板200的一侧。
53.上述镀膜装置，在安装过程中，将镀膜基板200与监控板110一同安装再旋转轴120上，使得镀膜基板200与监控板110平行并同轴设置。镀膜时，镀膜基板200与监控板110同轴旋转，在一周的旋转过程中，光线分别通过第一监控孔111与第二监控孔112到达镀膜基板200，由于第一监控孔111与第二监控孔112到圆心的距离不同，并且不同的监控孔具有不同的倾斜角度，因此，通过同一束光能够分成多路光线，多路光线能够通过不同的监控孔检测镀膜基板200不同半径位置的光强变化，从而实现多路监控，监控板110与镀膜基板200同轴旋转，可保证光控采样信号的稳定与重复性，从而提高镀膜品质。而且，不需要多路光源就可以实现多光路监控，只需要同一光源，即可实现多光路监控的效果，因此不局限于光斑特别小的激光光源，对于白光光源同样适用。
54.在其他实施例中，还能够使用不同类型的光源，或多个光源，分别通过第一监控孔111、第二监控孔112、第三监控孔113对镀膜基板200进行监控。
55.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
56.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。