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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ermitteln der Position eines transparenten auf einem Transportpfad bewegten Substrats, was in Behandlungs- oder Beschichtungsanlagen für Glasscheiben anwendbar ist. Dieser Positionsdetektor erkennt insbesondere in einer Vakuumbeschichtungsanlage die Kantenlage eines vorzugsweise rechteckigen Substrates bezüglich einer vorbestimmten Position, auch dann, wenn das Substrat vergleichsweise dünn, wellig, unsauber oder anteilig gebrochen ist.
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Das Anwendungsgebiet zielt allgemein auf die Vakuumtechnologie und, soweit gewerblich anwendbar, auf die Vakuumbehandlung, was die Vakuumbeschichtung wie Sputtern und Elektronenstrahlverdampfen sowie Ätzverfahren wie Plasmaätzen mit einbezieht, ab.
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Unter Vakuumgehäuse ist eine Art Behälter zu verstehen, der sowohl umseitig dicht und ausreichend stabil ist, um dem atmosphärischen Druck der Umgebung Stand zu halten. Begrifflich ist anstatt Vakuumgehäuse auch Vakuumkammer geläufig, die je nach Funktion und Anordnung in größeren Vakuum-Anlagen als Schleusen-, Transfer-, Puffer- oder Prozesskammern spezialisiert und benannt sind.
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Moderne und leistungsfähige Anlagen ermöglichen eine sogenannte Durchlaufbeschichtung. Eine Durchlaufbeschichtungsanlage nimmt Substrate wie Glasscheiben an einer Eingangsschleuse auf und gibt sie an einer Ausgangsschleuse im beschichteten Zustand an die Umgebung unter Normaldruck heraus („air-to-air”-Verfahren). Daraus, dass in den Kammern zwischen den Schleusen zum Beschichten mit Vakuum gearbeitet wird, ergeben sich vielfältige technische Herausforderungen beispielsweise an den Substrattransport, an jegliche Abdichtungen und Durchführungen, an die Pumptechnik und an die Beschichtungsmittel. Für große Substrate mit seitlichen Abmessungen im einstelligen Meter-Bereich sind in-line-Anlagen, solche mit in gerader Reihe aufgestellten Kammern, im praktischen Einsatz. Nach dem stehenden oder liegenden Transport der Substrate durch eine Anlage werden vertikale beziehungsweise horizontale Anlagentypen unterschieden.
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In Vakuumbeschichtungsprozessen führen technologisch anspruchsvolle Verfahren wie beispielsweise Elektronenstrahlverdampfen und Gasphasendampfabscheidung zur Substratbeschichtung. Um homogene und defektfreie Schichten auf den Endprodukten zu erhalten, bedarf es einwandfrei und kontinuierlich funktionierender Beschichtungs- und auch Transportmittel. Nachteilig sind beispielsweise inhomogene Plasmen, ungewollte Bogenentladungen (Arcing), Partikelablagerungen sowie Fehlpositionierung und Bruch von Substraten.
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Der hinsichtlich Produktivität problematische Substratbruch kann eine Folge thermischer Beanspruchung aber auch mechanischer Beanspruchung des Substrates sein. Für Letzteres tragen sowohl der kontinuierliche störungsfreie Transport durch Beschichtungssektionen als auch der diskontinuierliche Transport durch vakuumstabilisierende Schleusen mit Ventilen Verantwortung. Gerade der Substatdurchlauf an Ventilen ist bruchproblematisch, da Öffnen und Schließen des Ventils auf Bewegung und Position des Substrats abgestimmt sein müssen. Es geht im Wesentlichen darum, dass das in Transportrichtung bewegte Substrat in dieser exakt an einer Position wie vor einem Ventil zum Stehen kommt und dass sicher festgestellt werden kann, wann das Substrat einen Bereich vollständig verlassen hat. Fehlfunktionen bei der Positionserkennung ziehen Produktionsausfall nach sich. Schwierig sind dahingehend solche Scheiben zu handhaben, die weniger als einen Millimeter dünn sind, die Welligkeiten von ca. zwei cm Höhe auf einen Meter Länge aufweisen, die in Folge der Beschichtung unregelmäßig optisch brechen oder reflektieren oder solche, die bereits im gebrochen Zustand in der Anlage unterwegs sind.
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Geeignete Positionsdetektoren zu finden, liegt folglich im Interesse beispielsweise der Anlagenhersteller. Dem entgegen sind aus dem Stand der Technik nur unzureichende Lösungen bekannt.
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Schon aus Zwecken der elektrischen Ansteuerung der Ventile sollte der Positionsdetektor ein elektrisches oder ein elektrisch verwertbares Signal liefern. Mechanische Schalter, auch Endlagenschalter wie Endschalter oder Grenztaster zeigen Schwächen bezüglich Zuverlässigkeit und Genauigkeit, was gerade bei welligen Substraten auffällt. Auf dem Effekt der elektrischen Kapazität basierende so genannte Kapazitive Detektoren tolerieren zwar die Welligkeit besser, geben aber ein wenig prägnantes Signal zur Position ab.
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Allgemein bekannt sind optoelektrische Mittel wie Lichtschranken mit Sender und Empfänger, auch als Positionsdetektor. Bekannt ist zudem, verschiedenartiges Licht wie Laser oder infrarotes – nachfolgend Licht – zu verwenden.
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Aus
JP 06211334 A ist ein Detektor zum Erkennen von Substraten bekannt. Der Detektor ist Teil einer Positioniervorrichtung für ein Substrat, das horizontal in X- und Y-Richtung bewegbar ist. Zum Erkennen kommen optische Mittel zum Einsatz wie ein optischer Sender und ein optischer Empfänger. Als eine Ausführungsform ist gezeigt, dass der vom Sender ausgesandete Lichtstahl aufgrund von Brechung und/oder Reflexion den Detektor erreichen kann oder nicht, wobei das Substrat transparent sein kann. Die dargestellten technischen Mittel lassen erkennen, dass diese nicht ohne Weiteres im Anwendungsgebiet der Erfindung einsetzbar sind. Zur nachfolgend aufgezeigten Problematik, wie sie bei Vakuumbehandlungsanlagen und für Substarte der angestrebten Größenordnung vorzufinden ist, kann dem hier noch keine Lösung entnommen werden. Vakuum und vergleichsweise große Substrate sind in diesem Teil des Standes der Technik zunächst außen vor.
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In anderen Anwendungsgebieten, wo es um das Erkennen von Papier geht, wurden bereits technische Mittel gefunden, den sog. Papierpfad und -fluss zu überwachen. Hierzu ist es aus
US 5 075 543 A bekannt, einen Detektor so auszuführen, dass mittels eines Lichtleiters der von Sender ausgehende Lichtstahl zunächst aufgenommen, danach umgelenkt und nachfolgend in Richtung des Empfängers wieder abgesetzt werden kann. So gestaltet sich die Anordnung von Sender und Empfänger variabel. Zu diesem Anwendungsgebiet geht aus
US 5 349 199 A hervor, dass sich Rahmen mit Reflektoren in beliebiger Vielfalt schaffen lassen, sodass sich nicht zwingend Sender und Empfänger auf einer optischen Linie befinden müssen, wenngleich in den besagten Fällen Reflexion und Brechung keine Rolle spielen, sondern die Unterbrechung des Lichtstrahles. Auch hier finden die in der Vakuumtechnik auftretenden Probleme keinen Zugang, was nachfolgend noch erörtert wird.
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Ein im eingangs skizzierten Anwendungsgebiet üblicher Positionsdetektor besteht aus Sender und Empfänger. Der bestenfalls gebündelte Lichtstrahl – zumeist Laser – zwischen Beiden verläuft quer zur Transportrichtung. Dabei trifft das Licht vom Sender aus schräg auf die Substratvorder- oder -rückseite auf, wird in Folge von Brechung abgelenkt und verläuft weiter schräg in Richtung Empfänger oder in Folge von Reflektion beliebig. Nach einer Variante erreicht der Lichtstrahl, falls dieser nicht durch ein Substrat unterbrochen wird, den Empfänger. Alternativ kommt es dazu, wenn der Lichtstrahl durch das Substrat definiert zum Empfänger hin abgelenkt wird.
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Soweit das so funktioniert, lässt sich das Substrat auf einer festgelegten Position über eine Breite – quer zur Transportrichtung – von einstelligen Zentimetern detektieren und insbesondere dann, wenn der Einfallswinkel des Lichtstrahls auf das Substrat ein möglichst stumpfer Winkel ist. Nachteiligerweise lässt sich das Substrat so nur an dieser Position, die von weniger breiten Substraten oder von Substratbruch nicht zwingend eingenommen oder durchlaufen werden muss, erkennen.
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Einem größtmöglichen stumpfen Winkel stehen undefinierte Streuung und Reflektion an der Substratoberfläche entgegen. Da Scheiben in der Glasbeschichtung auch über 3 m breit sein können, findet bei einer nahezu gleichen Länge des Lichtstrahles dessen Streuung zwischen Sender und Empfänger statt. Daraus begründete Unschärfen zwischen den Zuständen mit und ohne Substrat im Strahlenverlauf erfordern einen tolerant arbeitenden Empfänger, der daher gelegentlich auch falsche Zustände signalisieren kann.
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Sofern die Brechung am Glassubstrat für die Ablenkung des Lichtstrahles sorgt, verschärft sich das zuletzt genannte Problem weiter dann, wenn dünne Glassubstrate mit Stärken von weniger als einen Millimeter präzise erkannt werden sollen. Die schon erwähnte problematische Welligkeit trägt ebenfalls nicht zu einem definierten Lichteingangssignal am Empfänger – hell oder dunkel – bei.
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Zu den genannten Schwierigkeiten und Problemen bezüglich Substrat und Lichtstrecken kommt ein weiteres hinzu. Diese bezieht sich auf die Ausrichtung von Sender und Empfänger zueinander anhand einer den Strahlenverlauf repräsentierenden Lichtachse. Idealerweise sind die Lichtachsen Beider gleich. Weniger ideal stellt sich die Situation im Anwendungsgebiet speziell in Vakuumkammern dar. Die zumeist an Kammerwänden befestigten und aufwändig zueinander ausgerichteten Sender und Empfänger arbeiten zunächst einwandfrei bis Vakuum in der Kammer erzeugt wird. Da sich die zwar sehr massiven Wände aufgrund des enormen Außendruckes mechanisch, wenn auch geringfügig, verformen, ist die richtungssensible Ausrichtung von Sender zu Empfänger betroffen. Dramatischer noch, wenn der Druck wie in Schleusen permanent wechselt. Bis eine exakt funktionierende Ausrichtung von Sender zu Empfänger gefunden ist, sind mitunter mehrere sehr aufwändige Arbeitsschritte (De- und Montage Kammerdeckel; Evakuieren) notwendig.
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Es ist Ziel der Erfindung, die bislang bekannten Probleme zu überwinden und in einer Vakuumbeschichtungsanlage die Kantenlage eines vorzugsweise rechteckigen Substrates bezüglich einer vorbestimmten Position, auch dann, wenn das Substrat vergleichsweise dünn, wellig, unsauber oder anteilig gebrochen ist, mittels Licht zu erkennen.
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Zielführend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Positionsdetektor zu schaffen, der aufgrund einer lagestabilen Ausrichtung der optischen Komponenten wie Sender und Empfänger im Vakuum eine präzise optische Erkennungen und komplexe optische Strahlenverläufe zulässt.
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Diese Aufgabe lost die Erfindung gemäß Patentanspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Der erfindungsgemäße Positionsdetektor für den Einsatz innerhalb einer Vakuumkammer, innerhalb der entlang eines ebenen Transportpfades Mittel zum gerichteten Transport von vorzugsweise rechteckigen transparenten Substraten wie Glasscheiben vorgesehen sind, erkennt mittels mindestens eines den auf Substratbreite festgelegten Transportpfad durchdringend ausgerichteten optischen Strahles, der von einem Sender des Positionsdetektors erzeugt für einen Empfänger des Positionsdetektors vorgesehen ist, anhand des vom Substrat innerhalb des Positionsdetektors abgelenkten Strahles die detektorbezogene Position des einzelnen Substrates bezüglich der Transportrichtung.
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Mit anderen Worten kreuzt der Strahl einer Lichtschranke die Transportmittel quer zur Transportrichtung so, dass transportierte Substrate die Lichtschranke betätigen.
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Ferner umfasst der Positionsdetektor neben mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger einen Träger, an dem Sender und Empfänger ausgerichtet befestigt sind. Zudem ist der Träger entlang einer den Transportpfad einschließenden Kontur verlaufend ausgeführt und in der Vakuumkammer angeordnet. Ferner ist, den Träger mit der Vakuumkammer verbindend mindestens ein Halter, vorhanden, wobei der Halter derart mit der Wand der Vakuumkammer verbunden sowie ausgeführt ist, dass der Halter die Lage des Trägers unabhängig von dem Druck in der Vakuumkammer bezüglich der Transportrichtung fixiert.
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Somit ist vorteilhaft mit einem Träger, der sich umseitig druckneutral vollständig im Vakuum befindet und an dem Sender und Empfänger ausgerichtet befestigt sind, erreicht, dass die Relativpositionen und -ausrichtungen auf einen Träger, wie die zwischen Sender und Empfänger, primär bei Druckwechsel innerhalb der Vakuumkammer unverändert bleiben. Durch Druckwechsel bedingte Kammerwandbewegungen und folglich innenseitig der Vakuumkammer stattfindender mechanischer Verschiebungen wirken sich nicht mehr unabhängig voneinander auf Sender und Empfänger aus. Der Verlauf des optischen Strahles oder vielmehr die gegenüber Druckeinflüsse gesicherte Funktion des Positionsdetektors ist somit geschaffen. Den Träger als Bauteil auszuführen, das mindestens anteilig entlang einer den Transportpfad einschließenden Kontur oder Umrisslinie gestaltet ist, bringt Sender und Empfänger in unterschiedlichsten Varianten immer in die optimale Position zueinander und auch zum Substrat. Eine einteilige Form des Bauteils ist keineswegs zwingend. Mit dem oder den Haltern kann der Träger zur Kammerwand distanziert gehalten werden. Zudem sind die Bewegungsfreiheiten des Halters optimal für die Positionserkennung der Substrate festgelegt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Träger als ein geschlossener Rahmen ausgeführt. Das bietet eine hohe Flexibilität bei der Wahl der Positionen von Sender und Empfänger, die hier auch mehrfach zum Einsatz kommen können. Auftreffwinkel auf das Substrat lassen sich frei wählen. Zudem entschärfen sich thermisch bedingte Verformungen des Trägers beim Rahmen hinsichtlich nachteilig verschobener Relativpositionen und -ausrichtungen von Sender und Empfänger.
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Vorteilhaft zum rechteckigen Substratquerschnitt ist der rechteckige Träger, was zudem eine einfache Fertigung begünstigt.
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Markante Signalübergänge liefert der Empfänger dann, wenn die durch den Träger umrissene Fläche orthogonal zur Transportrichtung ausgerichtet ist. Demnach sollte sich auch der optische Strahl in einer Axialebene der Transportrichtung bewegen, der abrupt mit Auftreffen des Substrates auf dieser Ebene seine beabsichtigte Ablenkung erfährt.
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Es bietet sich an, dass der Träger derart anteilig entlang der Kontur ausgeführt ist, dass mindestens eine zwischen zwei Punkten am Träger gedachte Linie die Ebene des Transportpfads durchdringt. Demnach sollen auch Konturen und damit Formen des Halters angeregt sein, die allein mit dieser Maßgabe, letztlich um den auf Substratbreite festgelegten Transportpfad mit dem optischen Strahl zu durchdringen, nach baulichen Anforderungen gestaltet sein können.
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Nach dem Vorhergehenden bietet es sich an, dass an den zwei Punkten am Träger Sender und/oder Empfänger angeordnet sind.
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Es bietet sich der quer zur Transportrichtung angeordnete Halter an, dessen vakuumkammerinnendruckabhängige Relativbewegung sich folglich quer zur Transportrichtung vollzieht. Soll genau ein Halter zum Einsatz kommen, behält der Positionsdetektor die festgelegte Lage bezüglich der Transportrichtung.
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Es bietet sich weiter an, dass mindestens zwei die Relativbewegung, die vakuumkammerinnendruckabhängig zwischen der Wand der Vakuumkammer und dem Träger erfolgt, kompensierende Halter vorgesehen sind. Der zweite Halter kann gegenüber dem ersten Halter eine Gegenkraft bei der Relativbewegung ausüben, was, sofern diese über die Halter gleichermaßen kompensiert wird, den Träger in seiner vorbestimmten Position belässt.
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Zweckmäßigerweise sind zur Kompensation Gleitlager und/oder federnde Elemente vorgesehen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Reflektor zur abgelenkten Weiterleitung des optischen Strahles am Träger vorgesehen.
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Darauf aufbauend bietet es sich an, dass der Sender derart, dass der optische Strahl den Transportpfad mehrfach durchdringt, ausgerichtet ist. In Folge dessen gelingt es, den optischen Strahl über die Breite des Transportpfades und somit über die Breite des Substrates mehrfach durch ein vorhandenes Substrat abzulenken. Es spannt sich bestenfalls eine Art optisches Netz auf, das auch Bruch und verschiedene Substratbreiten erkennen lässt. Ist bei niedriger optischer Brechung infolge hochtransparenter oder dünner Substrate die einfache Ablenkung minimal, summiert sich dieser Effekt nach diesem Gedanken und eignet die Erfindung auch für derartige Substrate.
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Vorteilhafterweise ist der Sender derart, dass der optische Strahl den Transportpfad in der durch die Kontur umrissene Fläche durchdringt, ausgerichtet. Soweit es nach dem Vorstehenden möglich ist, den optischen Strahl innerhalb des Trägers beliebig zu führen, sollte die durch die Kontur umrissene Fläche, als Orientierungshilfe dienen, den optischen Strahl darin verlaufen zu lassen. Diese flächig festgelegte Ausbildung des Strahlenganges bietet sich für die Erkennung rechteckiger Substratformen respektive derer Kanten an.
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In einer vorteilhaften Form der Ausgestaltung der Erfindung ist der Reflektor konkav geformt. Der Effekt von Parabolspiegeln/-rinnen ließe sich zur Kompensation von Streuungen des optischen Strahles oder Ablenkungen dessen in Transportrichtung verwenden.
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Es bietet sich nach dem Vorhergehenden an, dass am Rahmen mindestens ein Reflektor als Spiegelstreifen ausgeführt ist.
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Es bietet sich weiter an, dass der Reflektor von einem gasdichten Schutzschild zumindest anteilig so, dass es den optischen Strahl durchlässt, eingeschlossen ist. So lässt sich in Beschichtungsanlagen die Beschichtung von Reflektoren und insbesondere die von Spiegeln dezimieren.
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Damit sich Kondensat in Beschichtungsanlagen primär auf dem Schutzschild und nicht auf dem Spiegel niederschlägt, ist der Schutzschild gekühlt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Sender und Empfänger sowie optionale Reflektoren, derart ausgerichtet, dass der vom Sender ausgehende optische Strahl den Empfänger dann erreicht, wenn sich das Substrat außerhalb des Positionsdetektors befindet. So erreicht der Strahl quasi im „Leerlauf” immer sicher sein Ziel.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vor dem optischen Eingang zum Empfänger eine aus einem Reflektor mit einer Öffnung bestehenden Blende, die nur den optischen Strahl, der einem vorgegebenen Verlauf folgt, zum Empfänger durchlässt, angeordnet. Dadurch lässt sich geometrisch noch genauer einstellen, dass ein nur geringfügig abgelenkter optischer Strahl vom Empfänger fern gehalten ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist bei mindestens einem Sender oder Empfänger dessen optischer Ausgang beziehungsweise Eingang ein erstes Ende eines optischen Leiters, dessen zweites Ende mit dem Sender beziehungsweise Empfänger verbunden. Optische Leiter wie Lichtwellenleiter zu verwenden bietet sich gerade dann an, wenn Sender oder Empfänger aus Platzgründen versetzt angeordnet werden müssen oder wenn die Bedingungen in der Vakuumkammer wie hohe Temperaturen oder Prozessanforderungen wie geringe Desorption den Einsatz von Sender oder Empfänger direkt am Träger verbieten. Nach diesem Gedanken sind beide außerhalb der Vakuumkammer anzuordnen und über die optischen Leiter in den Träger funktional zu integrieren.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sender vorzugsweise in der Mitte des Transportpfades angeordnet.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kühlung des Schutzschildes über eine Heatpipe realisiert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die optischen Leitungen innerhalb Schutzschild und Halter weitestgehend vor Beschichtung geschützt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens zwei Empfänger in Transportrichtung nachfolgend angeordnet. Mit einem in Transportrichtung verbreiterten optischen Strahl, was durch mehrere Sender gelingt, kann im Positionsdetektor die Position des Substrats insofern genauer bestimmt werden, dass die Lage der Substratkante im Positionsdetektor nach den anzeigenden Empfängern auswertbar ist.
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Nach dem Wesentlichen und den Ausführungsformen der Erfindung, ergeben sich zusammengefasst markante Vorteile wie folgt. Der Halter lässt sich zunächst als eigenständiges Bauteil fertigen und der optische Strahl nachfolgend sehr präzise einstellen. Justiermittel können unterstützend vorgesehen sein. Zudem ist der Halter separat prüfbar, auch hinsichtlich der Vielfalt der möglichen Substratflächen, -dicken, -schichten und Formen (Bruch). Die Montage vereinfacht sich deutlich und aufwändige Justierarbeiten im Vakuum-Betrieb gehören der Vergangenheit an. Kommen Halter mit federnder Kompensation zum Einsatz, verbleibt der Träger nahezu unverändert in der für ihn vorbestimmten Position.
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Nach dem benannten Anwendungsgebiet sind unter transparenten Substraten neben Glasscheiben auch Kunststoffscheiben zu verstehen. Soweit mit der Positionserkennung vor Schleusenventilen die Anwendung beim diskontinuierlichen Substrattransport angeregt ist, eignet sich der Positionsdetektor auch für den kontinuierlichen Substrattransport. Weiter ist der Positionsdetektor für die Randerkennung bei Endlossubstraten wie Metallband oder Folienband einsetzbar, denn die vakuumbedingten Probleme sind identisch. Nahegelegt ist mit der Erfindung auch ein Messmittel für die Substratstärke oder -dicke, denn sofern eine Reihe von Empfängern den abgelenkten Strahl vorbestimmt erfassen, lassen sich solche Rückschlüsse ziehen.
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Dazu sind in den Zeichnungen wie folgt dargestellt:
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1 Querschnitt – Positionsdetektor in Vakuumkammer (Rahmenform)
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2 Querschnitt – Positionsdetektor mit Doppelstrahl (Rahmenform)
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3 Darstellung – Positionsdetektor mit Doppelstrahl (Rahmenform)
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4 Längsschnitt – Positionsdetektor in Vakuumkammer (Rahmenform)
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5 Darstellung – Reflektoren
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6 Darstellung – Reflektor mit Schutzschild
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7 Darstellung – Reflektor (U-Form)
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7a Querschnitt
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7b Längsschnitt
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7c Ausschnitt
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In der 1 ist der Positionsdetektor 11 in einer Vakuumkammer 2, die Teil einer Beschichtungsanlage 1 ist, mit dem Träger 14 in Rahmenform gezeigt. Als Transportmittel 5 kommt hier eine Transportrolle, an der die Welle mit Lagerung angedeutet ist, zum Einsatz. Auf der Transportrolle liegt das Substrat 9 wodurch die Transportebene 7 festgelegt ist und zudem der Transportpfad 6; die auf Substratbreite eingeschränkte Transportebene 7. Entlang der Kontur 10 verläuft der Träger 14, was noch besser in der 2 zu erkennen ist. Der Positionsdetektor 11 umfasst den Träger 14, den Halter 15, den Sender 16, den Empfänger 17 und Reflektoren 18. Zum Positionsdetektor 11 gehört auch der optische Strahl 12, der vom Sender 16 über Reflektoren 18 den Empfänger 17 erreicht. Nach dem Beispiel gemäß 1 sind zwei Empfänger 17 vorgesehen. Der Halter 15 ist mit der Wand der Vakuumkammer 3 verbunden.
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Die 2 begrenzt sich auf die Darstellung des Detektors 11 aus der 1. Die Kontur 10 ist durch eine Punkt-Linie angezeigt. Zwei optische Strahlen 12 verdeutlichen Varianten mit und ohne Ablenkung 22 durch das Substrat 9.
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Die dreidimensionale Ansicht des Detektors 11 in der 2 baut auf die vorhergehenden Darstellungen und insbesondere auf die 2 auf. Zwei optische Strahlen 12 sind auch in den Varianten mit und ohne Ablenkung 22 durch das Substrat 9 zu erkennen. Zudem ist die Transportrichtung 8 sowie Träger 14, Sender 16 und Empfänger 17 angezeigt. Reflektoren 18 sind auch hier am Träger 14 angebracht, aber nicht explizit kenntlich gemacht.
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Einen Längsschnitt in Transportrichtung 8 durch die Vakuumkammer 2 als Teil einer Beschichtungsanlage 1 zeigt die 4. Neben der Wand der Vakuumkammer 3 sind hier Schleusenventile 4 passend zu den Transportmittel 5 sowie zur Transportebene 7, zum Substrat 9 angeordnet. Der Positionsdetektor 11 fügt sich mit seinem Träger 14 zwischen dem Transportmittel 5 ein. Das in Transportrichtung 8 bewegte Substrat 9 erreicht beinahe den optischen Strahl 12.
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Die 5 verdeutlicht insbesondere die Ausführung der Reflektoren 18 als streifenförmige Parabolspiegelrinnen. Der optische Strahl 12 gelangt durch eine Öffnung, ähnlich einer Blende, in die Anordnung. Dieser bewegt sich vor dem Empfänger 17, der in mehrere Empfangsbereiche aufgeteilt ist, in der Ablenkrichtung 13, je nach Ablenkung und spricht damit jeweilige Empfangsbereiche des Empfängers 17 an.
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In der 6 ist gezeigt, wie ein Reflektor 18 als Parabolspiegelrinne in einem Schutzschild 19 angeordnet sein kann und zudem, wie das Schutzschild 19 ausgeführt sein sollte. Durch die Öffnung 20 gelangt der optische Strahl 12 in und aus dem Schutzschild 19.
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Zur 7, die eine weitere Ausführungsform des Detektors 11 zeigt, ergänzen die 7a, 7b und 7c mit den Ansichten Querschnitt, Längsschnitt und Ausschnitt. Am Träger 14 sind Sender 16 und Empfänger 17 befestigt. Zwischen beiden verläuft der optische Strahl 12 gleichermaßen mit und ohne Ablenkung 22 bei eingelegtem Substrat 9. Aus der 7a ist ersichtlich, dass sich entlang der Kontur 10, die das Substrat 9 einschließt, lediglich anteilig der Träger 14 erstreckt. Auf den Ausschnitt X 21 ist in 7a verwiesen, der in der 7c 5-fach vergrößert gezeigt ist. Noch deutlicher wird durch die 7c die Ablenkung 22 am Substrat 9 aufgrund optischer Brechung des optische Strahls 12.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beschichtungsanlage
- 2
- Vakuumkammer
- 3
- Wand der Vakuumkammer
- 4
- Schleusenventil
- 5
- Transportmittel
- 6
- Transportpfad
- 7
- Transportebene
- 8
- Transportrichtung
- 9
- Substrat
- 10
- Kontur
- 11
- Positionsdetektor
- 12
- optischer Strahl
- 13
- Ablenkbewegungsrichtung
- 14
- Träger
- 15
- Halter
- 16
- Sender
- 17
- Empfänger
- 18
- Reflektor (Spiegel)
- 19
- Schutzschild
- 20
- Öffnung
- 21
- Ausschnitt X
- 22
- Ablenkung (Brechung)
