CN110230034A - 光学镀膜多角度伞架及包含该伞架的镀膜机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学镀膜领域，公开了一种光学镀膜多角度伞架及包含该伞架的镀膜机，该伞架为若干扇形伞片固定在伞骨上组成的伞状结构，每个所述伞片中均包括扇形支架（1）和至少一个用于放置镀膜托盘（2）的支板（3），各所述支板（3）之间相互平行，各所述支板（3）的一端分别转动连接在所述支架（1）的一侧，且通过角度限位机构（4）限位固定，另一端均为自由端；在蒸镀时，所述镀膜托盘（2）上的待镀膜光学器件（5）的待镀膜表面与蒸发源垂直设置。本中的伞架能够保证固定在其上的待镀膜光学器件的待镀膜表面与下方的蒸发源均为垂直关系，有效避免蒸镀时出现膜欠或膜偏缺陷，提升产品良率。

Description

光学镀膜多角度伞架及包含该伞架的镀膜机

技术领域

本发明涉及光学镀膜领域，特别涉及一种光学镀膜多角度伞架及包含该伞架的镀膜机。

背景技术

目前常用的镀膜伞架多为一体式半罩型如图1（a）、多片式半罩型如图1（b）或多片式平板型如图1（c），在镀膜时，先要将待镀膜的光学器件置于镀膜托盘上，然后将镀膜托盘固定到伞架上，如图2，将伞架置于镀膜机内蒸发源上方，当镀膜机内环境达到镀膜环境时，边旋转伞架边蒸发蒸镀材料，蒸镀材料就从蒸发源蒸发到镀膜托盘上的光学器件表面，完成蒸镀。

目前的镀膜伞架的各个伞片均为弧形结构，镀膜托盘在每个伞片上从上至下排列，如图3，每个镀膜托盘上的待镀膜光学器件的待镀膜表面相对下方的蒸发源的倾斜角度都不同且与蒸发源之间都不是垂直关系，这样，在蒸镀时很容易导致待镀膜光学器件有一部分表面无法覆盖蒸镀材料，造成膜欠或膜偏缺陷，如图4和5所示，蒸镀材料对待镀膜光学器件的表面覆盖率仅能达到93%（凸透镜）至95%（凹透镜），产品的良率较低，尤其是非球面过凹或过凸的光学器件，这种缺陷尤为明显。

另外，也是由于目前使用的伞架结构会导致上述膜欠或膜偏缺陷，为了提升产品良率，通常是将镀膜托盘的开口角度（如图6所示）加大，目前通常开口角度在120°左右，以使得从蒸发源蒸发的蒸镀材料能够尽可能全面覆盖待镀膜光学器件，但是这样设计镀膜托盘之后，为了能够同时保证镀膜托盘的强度，则需要增大镀膜托盘的面积，即相同面积的镀膜托盘所承载的待镀膜光学器件数量减少，这也间接地增加了镀膜成本。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种光学镀膜多角度伞架及包含该伞架的镀膜机，该伞架能够保证固定在其上的待镀膜光学器件的待镀膜表面与下方的蒸发源均为垂直关系，有效避免蒸镀时出现膜欠或膜偏缺陷，提升产品良率。

技术方案：本发明提供了一种光学镀膜多角度伞架，为若干扇形伞片固定在伞骨上组成的伞状结构，每个所述伞片中均包括扇形支架和至少一个用于放置镀膜托盘的支板，各所述支板之间相互平行，各所述支板的一端分别转动连接在所述支架的一侧，且通过角度限位机构限位固定，另一端均为自由端；在蒸镀时，所述镀膜托盘上的待镀膜光学器件的待镀膜表面与蒸发源垂直设置。

进一步地，所述角度限位机构为具有支撑斜面的限位块，所述限位块通过螺丝与所述支架固定连接，所述支板依靠在所述限位块的支撑斜面上，且所述支撑斜面与所述支架之间的夹角等于所述支板与所述支架之间的夹角。限位块的支撑斜面与支架之间的夹角即为各支板与支架之间的夹角，所以，通过不同的角度限位机构的限位，就能够将各支板与支架之间的夹角限位固定在不同的角度。

进一步地，所述支板的自由端设置有折叠定位卡榫，所述限位块的下表面设置与所述折叠定位卡榫配合的折叠定位卡槽，且上下两个所述支板之间的间距与下方支板的长度相等。想要将各支板与支架之间重叠，即各支板与支架之间的夹角为0°，则只需要转动各支板，将其与各支架重叠，并将折叠定位卡榫与折叠定位卡槽配合卡扣固定，折叠后方便伞片存放。

优选地，在每个所述伞片上，各所述支板的长度相等，各所述支板之间等间距设置。

进一步地，所述角度限位机构由定位块、全齿轮和半齿轮组成，所述全齿轮与所述半齿轮啮合且二者均转动连接在所述定位块上，各所述支板的一端分别固定在所述半齿轮上；所述全齿轮的表面开设等间距圆周分布的若干限位孔，在所述定位块的对应位置至少开设一个与所述限位孔同轴设置的定位孔，所述全齿轮每转动一个齿的角度，就会有一个所述限位孔与所述定位孔重叠，通过限位销穿过所述重叠的限位孔和所述定位孔将所述全齿轮定位。当需要通过角度限位机构调节各支板与支架之间的夹角，以使得其上的待镀膜光学器件的待镀膜表面正对蒸发源时，只需要推动支板，支板带动半齿轮沿全齿轮的齿转动，全齿轮即会转动，全齿轮每转动一个齿，就有一个限位孔与定位块上的定位孔重叠，当支板转动到所需角度时，使用限位销穿过此时相互重叠的限位孔和定位孔，则将全齿轮定位在定位块上，即半齿轮和支板也实现定位，进而实现支板的角度调节，最终实现将支板上待镀膜光学器件的待镀膜表面调节到正对蒸发源的位置；这种结构的角度限位机构在调节支板与支架之间的夹角时，无需整体更换角度限位机构，节约成本，节约更换流程，提高生产效率。

优选地，所述镀膜托盘的开口角度为85~100°。相比较于现有技术中镀膜托盘的开口角度为120°，本实施方式中的镀膜托盘的开口角度较小，不仅在相同面积的镀膜托盘上能够承载更多数量的待镀膜光学器件，且镀膜托盘的强度也较高，间接降低了镀膜成本。

本发明还提供了一种镀膜机，包括上述的光学镀膜多角度伞架、仓体、坩埚、电子枪和离子源，所述仓体内壁四周具有真空抽气口，所述加热丝固定在所述仓体顶部内壁上，所述伞架旋转固定在所述仓体内顶部，所述坩埚和所述电子枪设置在所述仓体下部，且所述伞架中的各所述支板均与所述坩埚中的蒸发源垂直设置。

有益效果：本发明中，由于每个伞片中的各支板之间相互平行，所以，能够保证每个支板上的镀膜托盘相互平行，即斜率一致，这样就可以保证放置在支板上的镀膜托盘内的待镀膜光学器件在镀膜时的斜率一致，在将本伞架置于镀膜机内时，通过角度限位机构固定各支板与支架之间的夹角，从而使各支板上镀膜托盘上的待镀膜光学器件的待镀膜表面正对蒸发源设置，有效减少镀膜时出现膜欠或膜偏缺陷，镀膜品质较稳定。

对于较凹或较凸的特殊待镀膜光学器件，可以通过角度限位机构将支板调节到与蒸发源垂直，以尽可能降低镀膜时所造成的膜欠、膜偏或膜缺的缺陷，适用于高难度的光学器件的镀膜，提升镀膜良率。

因为各支板上的待镀膜光学器件的待镀膜表面能够调节到与蒸发源垂直（即正对蒸发源），镀膜托盘的开口角度可以相应减小，相同大小的镀膜托盘能够放置更多数量的待镀膜光学器件，间接降低生产成本，且由于开口角度较小，也能相应地提高镀膜托盘的强度。

附图说明

图1为现有技术中常用的光学镀膜伞架图片；

图2为现有技术中将装载了待镀膜光学器件的镀膜托盘安装到镀膜伞架上时的图片；

图3为现有技术中镀膜伞架上镀膜托盘与蒸发源之间的位置关系示意图；

图4为现有技术中凸透镜镀膜时发生膜欠时的示意图；

图5为现有技术中凹透镜镀膜时发生膜欠时的示意图；

图6为镀膜托盘的结构示意图；

图7为本发明中光学镀膜多角度伞架的其中一个伞片的正视图；

图8为图7的侧视图；

图9为图8中虚线圈内的放大结构示意图；

图10为具有光学镀膜多角度伞架的镀膜机的内部结构示意图；

图11为本发明中光学镀膜多角度伞架上镀膜托盘与蒸发源之间的位置关系示意图；

图12为本发明中凸透镜镀膜时的示意图；

图13为本发明中凹透镜镀膜时的示意图；

图14为实施方式2中角度限位机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的介绍。

实施方式1：

本实施方式提供了一种光学镀膜多角度伞架，如图7和8所示，主要由若干扇形伞片组成，若干伞片圆周固定在伞骨上组成伞状结构的伞架14，每个伞片均由扇形支架1和四个宽度不一的支板3组成，根据扇形支架1的形状，四个支板3从上至下依次设置在支架1上，四个支板3的一端分别转动连接在支架1的同一侧，各支板3与支架1之间的夹角分别通过一个角度限位机构4限位固定，另一端为自由端；如图9所示，上述角度限位机构4为具有支撑斜面的限位块401，该限位块401通过螺丝15固定在支架1上，支板3的下表面依靠在限位块401的支撑斜面上，且支撑斜斜面与支架1之间的夹角θ等于支板3与支架1之间的夹角θ。

在将本实施方式中的光学镀膜多角度伞架14用在镀膜机中时，如图10所示，伞架14的顶部通过旋转轴转动连接在镀膜机的仓体8内顶部，此时各支板3位于伞架14的下表面，仓体8内壁四周具有真空抽气口13，仓体8顶部内壁上设置加热丝12，加热丝12位于伞架14的上方四周，坩埚9和电子枪10设置在仓体8下部，位于伞架14下方；在安装伞架14时，伞架14中的各支板3与支架1之间的角度θ要能够保证支板3上的待镀膜光学器件5的待镀膜表面与坩埚9中的蒸发源垂直（或者说保证支板3上的待镀膜光学器件5的待镀膜表面正对坩埚9中的蒸发源）。

在镀膜时，先将伞骨转动连接到镀膜机的仓体8内顶部转轴上，然后将待镀膜光学器件5置于开口角度为85~100°的镀膜托盘2上，接着将承载有待镀膜光学器件5的镀膜托盘固定到各伞片上，然后将装满的伞片置于伞骨的相应位置形成一个整体的伞架14，此时伞架位14于镀膜机内蒸发源上方，然后关闭仓体8，通过真空抽气控将仓体8内抽成真空（不需要真空镀膜时则无需抽真空），当镀膜机内环境达到镀膜环境时，边旋转伞架14边使用电子枪10蒸发坩埚9内的蒸镀材料，结合离子源11的作用，蒸镀材料就从蒸发源（坩埚9）蒸发到镀膜托盘2上的待镀膜光学器件5表面，完成蒸镀。在实际应用中，为了保证一个支架1上不同高度处的支板3上的待镀膜光学器件5的表面所镀的薄膜均匀，会在仓体内安装补正板16进行补正。

由于在整个蒸镀过程中，伞架14上的各支板3与支架1之间的夹角θ相同，如图11，各支板3上不同高度处的镀膜托盘2上的待镀膜光学器件5的待镀膜表面均与蒸发源垂直，所以蒸镀材料能够全面覆盖整个待镀膜光学器件的待镀膜表面，如图12和13，覆盖率达100%（凹透镜和凸透镜），有效避免膜欠、膜缺或膜偏缺陷。

实施方式2：

本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于，在实施方式1中，若待镀膜光学器件5的表面规整，没有过凸或过凹的形状，则一般情况下将各支板3调节到与水平面平行既可以保证其上的待镀膜光学器件5的待镀膜表面正对下方的蒸发源；假如待镀膜光学器件5的表面具有过凸或过凹的异形表面，想要尽量避免膜欠、膜缺或膜偏缺陷，则需要调节各支板3与支架1之间的夹角θ，使待镀膜光学器件5的待镀膜表面正对蒸发源才能有效避免上述蒸镀缺陷。而在实施方式1中，支架1与支板3之间的夹角θ一旦通过角度限位机构4固定后即不可改变，想要改变，只能更换所需角度的角度限位机构4，即不同型号的角度限位机构4中，支撑斜板402的斜面与支架1之间的夹角θ是不同的，操作工人可以根据需要选择所需的角度限位机构4，这样更换角度限位机构4则比较麻烦。而在本实施方式中，可以在不更换角度限位机构4的情况下对夹角θ进行调整。

具体地说，在本实施方式中，如图14所示，角度限位机构4由定位块403、全齿轮404和半齿轮405组成，全齿轮404与半齿轮405啮合且二者均转动连接在定位块403上，各支板3的一端分别固定在半齿轮405上；全齿轮404的表面开设等间距圆周分布的若干限位孔406，在定位块403的对应位置开设两个相对设置的并与限位孔406同轴设置的定位孔（图中未显示）。

当需要通过角度限位机构4调节各支板3与支架1之间的夹角，以使得其上的待镀膜光学器件5的待镀膜表面正对蒸发源时，只需要推动支板3，支板3带动半齿轮405沿全齿轮404的齿转动，全齿轮404即会转动，全齿轮404每转动一个齿，就有两个限位孔406同时与定位块403上的两个定位孔重叠，当支板3转动到所需角度时，使用两个限位销（图中未示出）分别穿过此时相互重叠的两个限位孔406和定位孔（图中两个有剖面线位置的限位孔内），则将全齿轮404定位在定位块403上，即半齿轮405和支板3也实现定位，进而实现支板3的角度调节，最终实现将支板3上待镀膜光学器件5的待镀膜表面调节到正对蒸发源的位置。

本实施方式中的角度限位机构在调节支板3与支架1之间的夹角时，无需整体更换角度限位机构4，节约成本，节约更换流程，提高生产效率。除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。

实施方式3：

本实施方式为实施方式1的进一步改进，主要改进之处在于，在本实施方式中，如图9，各支板3的高度相等，且在每个支架1上，各支板3之间的间距等于各支板3的高度，在各支板3的自由端固定折叠定位卡榫6，在各角度限位机构4的限位块401下表设置与该折叠定位卡榫6配合卡扣固定的折叠定位卡槽7，当需要将各支板3与支架1之间的夹角θ调节到0°并固定时，则将各支板3沿其与限位块401的转动连接轴转动到与支架1重叠，将下方支板3端部的折叠定位卡榫6卡扣固定到上方支板3的角度限位机构4中的折叠定位卡槽7中，这样就实现了将各支板3与支架1之间的夹角θ调节到0°并固定，当伞片从伞骨上取下后不需要使用时，可以调节到这种状态，以便于各伞片的收集存放。

除此之外，本实施方式与实施方式1完全相同，此处不做赘述。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种光学镀膜多角度伞架，为若干扇形伞片固定在伞骨上组成的伞状结构，其特征在于，每个所述伞片中均包括扇形支架（1）和至少一个用于放置镀膜托盘（2）的支板（3），各所述支板（3）之间相互平行，各所述支板（3）的一端分别转动连接在所述支架（1）的一侧，且通过角度限位机构（4）限位固定，另一端均为自由端；在蒸镀时，所述镀膜托盘（2）上的待镀膜光学器件（5）的待镀膜表面与蒸发源垂直设置。

2.根据权利要求1所述的光学镀膜多角度伞架，其特征在于，所述角度限位机构（4）为具有支撑斜面的限位块（401），所述限位块（401）通过螺丝（15）与所述支架（1）固定连接，所述支板（3）依靠在所述限位块（401）的支撑斜面上，且所述支撑斜面与所述支架（1）之间的夹角等于所述支板（3）与所述支架（1）之间的夹角。

3.根据权利要求2所述的光学镀膜多角度伞架，其特征在于，所述支板的自由端设置有折叠定位卡榫（6），所述限位块（401）的下表面设置与所述折叠定位卡榫（6）配合的折叠定位卡槽（7），且上下两个所述支板（3）之间的间距与下方支板（3）的长度相等。

4.根据权利要求3所述的光学镀膜多角度伞架，其特征在于，在每个所述伞片上，各所述支板（3）的长度相等，各所述支板（3）之间等间距设置。

5.根据权利要求1所述的光学镀膜多角度伞架，其特征在于，所述角度限位机构（4）由定位块（403）、全齿轮（404）和半齿轮（405）组成，所述全齿轮（404）与所述半齿轮（405）啮合且二者均转动连接在所述定位块（403）上，各所述支板（3）的一端分别固定在所述半齿轮（405）上；所述全齿轮（404）的表面开设等间距圆周分布的若干限位孔（406），在所述定位块（403）的对应位置至少开设一个与所述限位孔（406）同轴设置的定位孔，所述全齿轮（404）每转动一个齿的角度，就会至少有一个所述限位孔（406）与所述定位孔重叠，通过限位销穿过所述重叠的限位孔（406）和所述定位孔将所述全齿轮（404）定位。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学镀膜多角度伞架，其特征在于，所述镀膜托盘（2）的开口角度为85~100°。

7.一种镀膜机，其特征在于，包括权利要求1至5中任一项所述的光学镀膜多角度伞架（14）、仓体（8）、坩埚（9）、电子枪（10）、离子源（11）和加热丝（12），所述仓体（8）内壁四周具有真空抽气口（13），所述加热丝（12）固定在所述仓体（8）顶部内壁上，所述伞架（14）旋转固定在所述仓体（8）内顶部，所述坩埚（9）和所述电子枪（10）设置在所述仓体（8）下部，且所述伞架（14）中的各所述支板（3）均与所述坩埚（9）中的蒸发源垂直设置。