DE3816578C1

DE3816578C1 - Process and device for the vapour deposition of graded-light filter layers on transparent plates

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Publication number: DE3816578C1
Application number: DE19883816578
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Phys. Dr. Schaaf; Norbert Ing.(Grad.) 8000 Muenchen De Scholz; Florian Dipl.-Ing. 8150 Holzkirchen De Cucu; Eckhard Dipl.-Ing. 8039 Puchheim De Schafferus; August Dipl.-Phys. Dr. 8152 Feldkirchen De Hell
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1988-05-14
Filing date: 1988-05-14
Publication date: 1989-03-16

Abstract

A process for the vapour deposition of in each case one graded-light filter layer in the form of a circular surface, with a density decreasing radially outwards in predetermined gradation, on transparent plates in a vacuum vapour deposition unit, in which, by means of a planetary gear, the plates are rotated about a central axis of the vapour deposition unit and, upstream of each plate in the direction of vapour deposition, a vapour deposition template with a central orifice bounded by a curviform rim is rotated with the plate and additionally about the vapour deposition template's own axis, is designed in such a way that a vapour deposition template (9) is used which has an orifice with a star-shaped rim (9b) having a number (n) of star teeth (9a) greater than 2, that mutually identical envelope curves (9b), mutually arranged as mirror images, are used as flanks (9b) for the star teeth (9a), and that the characteristic rotation time (Tas) of the vapour deposition template (9) is approximately equal to or greater than 0.1 second and, at the same time, is reduced by a factor of 1/n relative to the characteristic rotation time of a vapour deposition template, to be used in the same vapour deposition unit (1), having a rim curve which continuously rises or falls over 360@. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Bedampfung von durchsichtigen Platten mit je einer kreisflächenförmigen Verlauffilterschicht mit ra dial nach außen abnehmender Dichte vorgegebenen Ver laufs in einer Vakuum-Aufdampfanlage, in der mittels eines Planetengetriebes die Platten um eine Zentralach se der Aufdampfanlage und in Bedampfungsrichtung vor jeder Platte eine Aufdampfschablone mit einer zentra len, von einem kurvenförmigen Rand begrenzten Öffnung mit der Platte und zusätzlich um die eigene Achse der Aufdampfschablone gedreht wird.The invention relates to a method and a Vorrich device for steaming transparent plates with each a circular gradient filter layer with ra dial outward decreasing density given ver run in a vacuum evaporation system, in which means a planetary gear the plates around a central axis the vapor deposition system and in the direction of vapor deposition an evaporation template with a center for each plate len, delimited by a curved edge with the plate and additionally around its own axis Evaporation template is rotated.

Der Einsatz von optischen Verlauffiltern, deren Dichte nach einer vorgebbaren Kurve radial nach außen abnimmt und die jeweils zwischen einem Objektiv und dessen Bildebene zum Ausgleich des Helligkeitsrandabfalls des Objektivs angeordnet werden, ist bereits marktüblich. Hierdurch wird bei hochwertigen Objektiven der Hellig keitsrandabfall mehr oder weniger gut ausgeglichen und eine gleichmäßige Helligkeitsausleuchtung der Film- bzw. Bildebene erreicht. Bei medizintechnischen Geräten, z. B. Bildschirmaufnahmekameras, wie sie in der Ultraschalldiagnose verwendet werden, spielt die gleichmäßige Helligkeitsverteilung, d. h. die gleich mäßige Ausleuchtung des gesamten Bildfeldes, eine immer größere Rolle, weil die durch den Helligkeitsrandabfall eines Objektivs bedingte Helligkeitsänderung, die sich der Aufnahme überlagert, zu einer Fehldiagnose führen kann.The use of optical gradient filters, their density decreases radially outwards according to a predefinable curve and each between a lens and its Image plane to compensate for the drop in brightness of the Arranging lenses is already common in the market. This makes the Hellig high-quality lenses edge waste more or less well balanced and uniform brightness illumination of the Film or image level reached. In medical technology Devices, e.g. B. screen recording cameras, as in the Ultrasound diagnosis is used which plays the part uniform brightness distribution, d. H. the same moderate illumination of the entire image field, always one bigger role because of the drop in brightness edge of a lens-related change in brightness, which is superimposed on the recording, lead to a misdiagnosis can.

Von entscheidender Bedeutung für Güte und Funktionswei se eines Verlauffilters ist das radiale Dichteprofil D(r) der aufgedampften Substanz (z. B. Chrom, Rhodium o. ä.) als Funktion des Abstandes r vom Mittelpunkt des Verlauffilters, der mit der optischen Achse des Gesamt systems, bestehend aus Objektiv und Verlauffilter, identisch ist. Entscheidend für das Maß des Ausgleichs des Helligkeitsrandabfalles eines Objektivs ist daher einerseits die richtige Ermittlung des theoretischen Dichtprofils D(r) eines einem Objektiv (oder Objek tivtyp) zugeordneten Verlauffilters (bzw. Verlauffil tertyps). Da es sich hierbei um mehr oder weniger gut erarbeitete Rechenverfahren handelt, wird hierauf be züglich der vorliegenden Erfindung nicht eingegangen. Es sei nur erwähnt, daß ein Rechenverfahren ermittelt worden ist, das den tatsächlichen Verhältnissen ent spricht und zu theoretischen Dichteprofilen D(r) führt, welche eine vollkommen gleichmäßige Ausleuchtung eines Objektivbildfeldes ergeben. Andererseits ist für die praktische Realisierung einer vollkommen gleichmäßigen Ausleuchtung eines Objektivbildfeldes durch ein Ver lauffilter erforderlich, daß das theoretisch errechnete Dichteprofil D(r) auch exakt hergestellt werden kann.The radial density profile D (r) of the vapor-deposited substance (e.g. chromium, rhodium or the like) as a function of the distance r from the center of the gradient filter, which is in line with the optical axis of the filter, is of crucial importance for the quality and functionality of a gradient filter Overall system, consisting of lens and gradient filter, is identical. Decisive for the degree of compensation of the brightness edge drop of a lens is therefore, on the one hand, the correct determination of the theoretical sealing profile D (r) of a gradient filter (or gradient filter type) assigned to a lens (or lens type). Since these are more or less well developed computing methods, this will not be discussed with respect to the present invention. It should only be mentioned that a calculation method has been determined which corresponds to the actual conditions and leads to theoretical density profiles D (r) which result in a completely uniform illumination of a lens image field. On the other hand, for the practical realization of a completely uniform illumination of an objective image field by a running filter, it is necessary that the theoretically calculated density profile D (r) can also be produced exactly.

In der Regel werden solche Bedampfungen in einer Vaku umkammer durchgeführt, in der ein Planetengetriebe in stalliert ist. Das Planetengetriebe hat nicht nur die Aufgabe, die Eigenrotation einer Aufdampfschablone, durch die der Dichteverlauf D(r) bei der Bedampfung einer Glasplatte erzielt wird, relativ zur ruhenden Glasplatte zu bewirken, sondern auch noch die Glasplat te zusammen mit der Aufdampfschablone synchron durch den Molekülstrom der aufzudampfenden Substanz zu bewe gen. Obwohl dieses bekannte Verfahren zur Herstellung von Verlauffiltern vom Prinzip her ziemlich einfach ist, bereitet es dennoch in der Praxis erhebliche Schwierigkeiten, Verlauffilter mit reproduzierbarer Ge nauigkeit zu fertigen. Der wichtigste Grund dafür soll im folgenden beschrieben werden.Such vaporization is usually carried out in a vacuum umkammer in which a planetary gear is installed. The planetary gear not only has the task of causing the self-rotation of an evaporation stencil, by means of which the density curve D (r) is achieved during the evaporation of a glass plate, relative to the stationary glass plate, but also the glass plate together with the evaporation stencil synchronously through the molecular stream to move the substance to be evaporated. Although this known method for the production of graduated filters is in principle quite simple, in practice it nevertheless presents considerable difficulties in producing graduated filters with reproducible accuracy. The most important reason for this will be described below.

Bei optischen Verlauffiltern für Abbildungszwecke wird in der Regel nur eine sehr dünne Schicht von Molekülen aufgedampft, die an der dichtesten Stelle im Bereich der optischen Achse größenordnungsmäßig bei etwa 3-5 nm liegen kann. Die Auflösungsgenauigkeit der heute vielfach verwendeten Aufdampfanlage liegt bei etwa 0,1 nm pro Sekunde, so daß die integrale Aufdampfzeit (T _int) des Herstellungsprozesses etwa T _int = 30 Sekunden bis 50 Sekunden beträgt. Um die Dichteprofile mit der notwendigen hohen Genauigkeit re alisieren zu können, muß sich die Aufdampfschablone mit einer Eigenrotationszeit T _as sehr häufig während der Zeit T _int drehen, damit das Dichteprofil nicht vom Relativwinkel zwischen Anfangs- und Endposition der Aufdampfschablone abhängt. Bei einem günstigen Über setzungsverhältnis des Planetengetriebes lassen sich Eigenrotationszeiten von etwa T _as = 0,1 Sekunden er reichen. Wenn die Aufdampfschablone eine bekannte Ein fachschnecke (vgl. Fig. 4) ist, besitzt sie eine Sym metrie von s ₁ = 360°, so daß T _as genau im angege benen Zeitbereich liegt. Aber selbst hierbei hat sich noch herausgestellt, daß ein derart hergestelltes Ver lauffilter wegen des in der Praxis nicht vermeidbaren Realtivwinkels zwischen Anfangs- und Endposition der Aufdampfschablone für höchste Ansprüche auch bei opti maler Berechnung des theoretischen Dichteprofils D(r) nicht ausreichend ist. Ein weiterer Nachteil der be kannten, als Einfachschnecke oder Doppelschnecke ausge bildeten Aufdampfschablone besteht noch darin, daß das Profil der Schnecke aus Herstellungsgründen nicht exakt genug gefertigt werden kann, wodurch weitere Abweichun gen vom theoretischen Wert am fertigen Verlauffilter auftreten. Es sei noch erwähnt, daß es üblich ist, die Aufdampfschablone aus dünnen Metallplatten hoher Bie gefestigkeit auszuschneiden. Aus Gründen der Genauig keit können nur dünnste Metallplatte (Dicke kleiner als 0,1 mm) hierfür verwendet werden, damit nicht durch die Plattenstärke an den Profilkanten zusätzliche Feh ler im aufgedampften Dichteprofil hervorgerufen werden. In the case of optical gradient filters for imaging purposes, as a rule only a very thin layer of molecules is evaporated, which can be of the order of magnitude of about 3-5 nm at the densest point in the region of the optical axis. The resolution accuracy of the vapor deposition system which is widely used today is approximately 0.1 nm per second, so that the integral vapor deposition time (T _int ) of the manufacturing process is approximately T _int = 30 seconds to 50 seconds. In order to be able to realize the density profiles with the necessary high accuracy, the vapor deposition template with a self-rotation time T _as must rotate very frequently during the time T _int , so that the density profile does not depend on the relative angle between the start and end positions of the vapor deposition template. With a favorable transmission ratio of the planetary gear, self-rotation times of about T _as = 0.1 seconds can be achieved. If the vapor deposition template is a known screw (see FIG. 4), it has a symmetry of s ₁ = 360 °, so that T _{as is} exactly in the specified time range. But even here it has been found that a flow filter manufactured in this way is not sufficient because of the inevitable real angle between the start and end position of the vapor deposition template for highest demands, even when the theoretical density profile D (r) is optimally calculated. Another disadvantage of the known, as a single screw or double screw formed evaporation stencil is still that the profile of the screw can not be manufactured precisely enough for manufacturing reasons, so that further deviations from the theoretical value occur on the finished graduated filter. It should also be mentioned that it is customary to cut out the evaporation stencil from thin metal plates of high flexural strength. For the sake of accuracy, only the thinnest metal plate (thickness less than 0.1 mm) can be used for this, so that additional defects in the evaporated density profile are not caused by the plate thickness at the profile edges.

Durch die DE-AS 16 21 263 ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung zyklisch verlaufender Schichten durch Aufdampfen, Aufsprühen oder Bestrahlen auf ein Substrat bekannt, vor dem sich zwei Blenden mit verschiedener Relativgeschwindigkeit gegen das Substrat um einen ge meinsamen Drehpunkt bewegen. Hierbei wird erreicht, daß der Anstieg der Schichtdicke praktisch gleichmäßig auf den gesamten Drehwinkel von 360° verteilt wird und dann augenblicklich vom Maximalwert auf den Minimalwert abfällt. Im Gegensatz hierzu ist bei Verlauffiltern der eingangs genannten Art eine gleichmäßige Verteilung der Schichtdicke über 360° und dafür ein in radialer Richtung unterschiedlicher Schichtdickenverlauf erfor derlich.DE-AS 16 21 263 is also a method for the production of cyclic layers Evaporation, spraying or irradiation on a substrate known, in front of which two panels with different Relative speed against the substrate by a ge move joint pivot point. This ensures that the increase in layer thickness practically evenly the entire rotation angle of 360 ° is distributed and then instantly from the maximum value to the minimum value falls off. In contrast, the gradient filter is the type mentioned a uniform distribution of Layer thickness over 360 ° and one in radial Direction of different layer thickness course required such.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß das theoretisch für einen Ob jektivtyp errechnete Dichteprofil D(r) eines zugehöri gen Helligkeitsausgleichs-Verlauffilters auch in der Serienfertigung tatsächlich erreichbar ist.The invention is therefore based on the object to improve a method and an apparatus of the type mentioned in such a way that the theoretically calculated for a lens type D (r) of an associated brightness compensation gradient filter is actually achievable in series production.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und des Vorrich tungsanspruchs 2. Weitere vorteilhafte Merkmale der Er findung sind den übrigen Ansprüchen entnehmbar.This object is achieved by the Features of method claim 1 and Vorrich claims 2. Other advantageous features of the Er can be found in the remaining claims.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläu tert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to drawings tert. It shows

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Objektivs mit einem bildseitig davor angeordneten Verlauffil ter zur Erzielung einer gleichmäßigen bildsei tigen Helligkeitsverteilung, Fig. 1 a schematic diagram of a lens having an image side arranged in front Verlauffil ter to achieve a uniform brightness distribution bildsei term,

Fig. 2 ein Beispiel für einen theoretischen radialen Dichteverlauf D(r) eines Verlauffilters, Fig. 2 shows an example for a theoretical radial density profile D (r) of a graduated filter,

Fig. 3 eine Ansicht eines Sektors einer bekannten Va kuum-Aufdampfanlage für die Bedampfung von Fil tern, Fig tern. 3 is a view of a sector of a known Va uum-vapor-deposition for the vapor deposition of Fil,

Fig. 4 eine Ansicht einer bekannten Aufdampfschablone für Verlauffilter zur Verwendung in einer Anla ge nach Fig. 3, Fig. 4 is a view of a known Aufdampfschablone for graduated filter for use in a Appendices ge according to Fig. 3,

Fig. 5 eine erfindungsgemäße, besonders optimale Aus gestaltung einer Aufdampfschablone zur Verwen dung in einer Anlage nach Fig. 3, Fig. 5 is an From invention, more optimal design of a Aufdampfschablone to USAGE dung in an installation according to Fig. 3,

Fig. 6 eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Aufdampfschablone, Fig. 6 is a further, very advantageous embodiment of the invention Aufdampfschablone,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer erfin dungsgemäßen Ausgestaltung einer Halterung für eine Aufdampfschablone und jeweils eine zu be dampfende Glasplatte in einer Anlage nach Fig. 3. Fig. 7 is a perspective view of an embodiment of an OF INVENTION to the invention a holder for an Aufdampfschablone and each having a vapor to be glass plate in a plant according to FIG. 3.

In Fig. 1 ist ein Objektiv gezeigt, wobei als Bespiel ein sechslinsiger Gaußtyp mit den Linsen L 1 bis L 6 ge wählt wurde. Es kann sich dabei aber auch um jeden an deren Objektivtyp handeln. Es ist allgemein bekannt, daß bei der Abbildung durch Objektive von der optischen Achse zu Rand der Abbildung hin ein vom Radius abhän giger Helligkeitsabfall vorhanden ist. Das bedeutet, daß eine gleichmäßig helle Objektfläche in jedem Fall als bezüglich ihrer Helligkeit zum Rand hin dunkler werdende Fläche abgebildet wird. Dieser Helligkeits randabfall von Objektiven gehorcht bestimmten einheit lichen optischen Gesetzen, ist aber trotzdem von Objek tivtyp zu Objektivtyp etwas verschieden. Normalerweise tritt er nicht störend in Erscheinung. Bei bestimmten Abbildungen, z. B. bei Abbildungen von Ultraschallauf nahmen, die auf einem Bildschirm erscheinen, ist jedoch die Helligkeitsverteilung auf dem endgültigen Bild für die Diagnose entscheidend, so daß der bei der Abbildung normalerweise entstehende Helligkeitsrandabfall des ab bildenden Objektivs zu einer falschen Diagnose führen kann. In derartigen Fällen muß dieser Helligkeitsrand abfall des abbildenden Objektivs möglichst vollkommen kompensiert werden.In Fig. 1, a lens is shown, wherein a six-lens Gaussian type with the lenses L 1 to L 6 ge was selected as an example. But it can also be any of their lens type. It is generally known that when imaging through lenses from the optical axis to the edge of the image down there is a drop in brightness depending on the radius. This means that a uniformly bright object surface is always depicted as an area that darkens towards the edge with respect to its brightness. This drop in brightness from lenses obeys certain uniform optical laws, but is nevertheless somewhat different from lens type to lens type. Usually it does not interfere. For certain images, e.g. B. with images of ultrasound recordings that appear on a screen, however, the brightness distribution on the final image is crucial for the diagnosis, so that the brightness edge drop that normally occurs in the imaging of the imaging lens can lead to a wrong diagnosis. In such cases, this brightness margin drop of the imaging lens must be compensated for as completely as possible.

Eine gewisse Kompensation dieses Objektiv-Helligkeits randabfalles ist schon seit langem bekannt und möglich mit Hilfe eines sog. Verlauffilters VF, dessen Dichte umgekehrt proportional zum Objektiv-Helligkeitsrandab fall sein sollte, das also in der Mitte am lichtun durchlässigsten und zum Rand hin lichtdurchlässiger wird, wobei seine Dichte D(r) eine Funktion des Radius ist. Das Verlauffilter VF wird auf eine dünne Glasplat te aufgebracht und vor die bildseitige, letzte Objek tivlinse L 6 gesetzt. Damit das Verlauffilter VF einer seits möglichst nahe am Objektiv liegt, um dessen Bau länge nicht unnötig zu vergrößern, andererseits aber doch einen gewissen Abstand von dieser letzten Linse L 6 hat, somit die abbildenden Strahlen schon ihre endgül tige Richtung haben, wird die das Verlauffilter tragen de Glasplatte mit ihrer nicht beschichteten Fläche dem Scheitel der letzten Linse L 6 benachbart angeordnet. Bei der Herstellung der Verlauffilter VF bestanden bis her zwei Probleme, nämlich daß das Dichteprofil D(r) nicht exakt berechnet werden konnte und daß bei der Be dampfung in einer üblichen Vakuumbedampfungsanlage nach Fig. 3 als Schablonen für den Dichteverlauf nur Ein fachschnecken nach Fig. 4 oder allenfalls Doppel schnecken verwendet wurden, so daß die Genauigkeit die ser bisher bekannten Verlauffilter für höchste Ansprü che (z. B. medizinische Anwendungsgebiete) völlig unzu reichend war. A certain compensation of this lens brightness edge drop has been known for a long time and is possible with the help of a so-called gradient filter VF , the density of which should be inversely proportional to the lens brightness edge drop, which is therefore the most opaque in the middle and more translucent towards the edge, its density D (r) being a function of the radius. The graduated filter VF is applied to a thin glass plate and placed in front of the image-side, last objective lens L 6 . So that the gradient filter VF is on the one hand as close as possible to the lens, so as not to unnecessarily increase its length, but on the other hand it is at a certain distance from this last lens L 6 , so that the imaging rays already have their final direction, which is the gradient filter carry de glass plate with its uncoated surface adjacent to the apex of the last lens L 6 . Up to now, two problems existed in the manufacture of the graduated filter VF , namely that the density profile D (r) could not be calculated exactly and that when steaming in a conventional vacuum vapor deposition system according to FIG. 3, stencils for the density profile were only a single screw according to FIG. 4 or at most double screws were used, so that the accuracy of this previously known graduated filter for the highest claims che (z. B. medical applications) was completely inadequate.

Um das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip besser erläutern zu können, wird anhand von Fig. 3 kurz die Funktionsweise einer üblichen Vakuumbedampfungsanlage beschrieben. Unter einem luftdicht nach außen ver schließbaren Metallbehälter 1 wird ein Vakuum erzeugt und die der Bedampfung dienende Substanz in einem Ge fäß 2 zerstäubt und nach oben verdampft. Über dem Ge fäß 2 sind um die Zentralachse 3 an mehreren Armen 4 die Träger 5 für die nicht sichtbaren, zu bedampfenden Glasplatten drehbar. Auf jedem Träger 5 ist ein Schablonenträger 6 drehbar gelagert und mit einem Zahn rad oder einer tonnenförmigen Abrollwalze 7 drehfest verbunden. Die Abrollwalze 7 (bzw. das Zahnrad) rollt an einer Innenzylinderfläche 8 (bzw. einem großen In nenzahnrad) ab. Der Schablonenträger 6 wird also durch dieses Planetengetriebe einerseits zusammen mit dem Träger 5 für die zu bedampfende Glasplatte um die Zen tralachse 3 und andererseits bei dieser Drehung durch das Abrollen seiner Abrollwalze 7 am Innenrand 8 um seine eigene Achse gedreht. Dadurch wird eine gleich mäßige Bedampfung aller Glasplatten in bezug auf die Bedampfungsquelle erreicht, während sich jeder der Auf dampfschablonen dabei mehrmals von der zugeordneten Glasplatte dreht. Hierbei deckt sich jedoch die Stel lung einer als Schnecke (vgl. Fig. 4) ausgebildeten Aufdampfschablone 9 bei Beginn der Rotationsbewegung keineswegs mit deren Stellung am Ende der Rotationsbe wegung, so daß hierdurch nicht zu vernachlässigende Schwankungen im tatsächlichen radialen Dichteverlauf auf einem Verlauffilter VF in verschiedenen Winkelbe reichen desselben entstehen, abgesehen von der nur re lativ ungenauen Ausgestaltung der bekannten schnecken- oder oder doppelschneckenförmigen Aufdampf schablone.In order to better explain the principle on which the invention is based, the mode of operation of a conventional vacuum vapor deposition system is briefly described with reference to FIG. 3. A vacuum is created under an airtight metal container 1 which can be closed to the outside and the substance used for evaporation is atomized in a vessel 2 and evaporated upward. Above the Ge vessel 2 , the carrier 5 for the invisible, to be steamed glass plates are rotatable about the central axis 3 on several arms 4 . On each carrier 5 , a template carrier 6 is rotatably mounted and rotatably connected to a toothed wheel or a barrel-shaped rolling roller 7 . The rolling roller 7 (or the gear) rolls on an inner cylindrical surface 8 (or a large internal gear). The template carrier 6 is thus rotated by this planetary gear on the one hand together with the carrier 5 for the glass plate to be steamed about the Zen tralachse 3 and on the other hand during this rotation by rolling its roller 7 on the inner edge 8 about its own axis. As a result, a uniform evaporation of all glass plates with respect to the evaporation source is achieved, while each of the steam stencils rotates several times from the associated glass plate. Here, however, the position of a evaporation stencil 9 designed as a screw (see FIG. 4) at the beginning of the rotary movement does not in any way coincide with its position at the end of the rotation movement, so that this does not negligible fluctuations in the actual radial density curve on a gradient filter VF in Different Winkelbe range the same arise, apart from the only relatively imprecise design of the known screw or twin-screw evaporation template.

Diese Mängel sollten nun beseitigt werden und wurden tatsächlich beseitigt durch das erfindungsgemäße Ver fahren und eine entsprechende erfindungsgemäße Vorrich tung, wobei es unter Berücksichtigung dieser Aufgaben stellung vorher zusätzlich gelang, ein Rechenverfahren für das für einen beliebigen Objektivtyp erforderliche exakte Dichtprofil eines zugehörigen Verlauffilters zu entwickeln.These shortcomings should and should now be remedied actually eliminated by the Ver invention drive and a corresponding Vorrich invention tion, taking it into account these tasks position previously also succeeded in a calculation method for what is required for any type of lens exact sealing profile of an associated gradient filter develop.

Dabei wurde zunächst eine Verbesserung dadurch erzielt, daß das Profil einer Aufdampfschablone 9 nicht mehr schneckenförmig oder doppelschneckenförmig, sondern sternartig mit untereinander gleichen Sternzacken 9 a, deren Flanken 9 b aus zueinander spiegelsymmetrischen Enveloppenbögen gebildet sind, ausgestattet wird. Wenn die Aufdampfschablone eine n-fache Symmetrie von s _n = (360°/n) mit n < 2 besitzt, kann die Eigenro tationszeit um den Faktor (¹/_n) relativ zur ruhenden Verlauffilteroberfläche reduziert werden, ohne daß sich die Schablone - mechanisch gesehen - schneller dreht. Als Beispiel zeigt Fig. 5 als Aufdampfschablone 9 einen Vierfachstern mit n = 4 und einer s ₄ = 90°-Symmetrie, was die scheinbare Eigenrotati onszeit auf ein Viertel des Wertes reduziert, der bei gleicher Drehzahl, aber Verwendung einer Einfach schnecke, gegeben wäre. Dadurch können die Dichtepro filflanken wesentlich genauer hergestellt werden, weil der Relativwinkel zwischen Anfangs- und Endposition der Aufdampfschablone mit Bezug zum ruhenden Verlauffilter ebenfalls um den Faktor 1/n verringert wird. Dabei könnten nun auch ungerade Sternzackenzahlen Verwendung finden. Vorzugsweise werden bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für Verlauffilter aber geradzah lige Sternzackenzahlen verwendet, die größer als zwei sind, also z. B. n = 4 oder n = 6 oder n = 8. Größere Stern zackenzahlen, z. B. n = 10 und mehr, sind zwar grundsätz lich möglich, jedoch werden hierbei die äußeren und in neren Spitzen 9 a bzw. 9 c der einzelnen Zacken so fein, daß sie auch mit modernsten Herstellungsverfahren der zeit nicht mehr exakt herstellbar sind.An improvement was initially achieved in that the profile of a vapor deposition template 9 is no longer screw-shaped or twin-screw-shaped, but rather star-like with mutually identical star points 9 a , the flanks 9 b of which are formed from mirror-symmetrical envelope arches. If the vapor deposition stencil has an n- fold symmetry of s _n = (360 ° / n) with n <2, the eigenrotation time can be reduced by a factor ( ¹ / _n ) relative to the static flow filter surface without the stencil - mechanically seen - turns faster. As an example, Fig. 5 shows as a vapor deposition template 9 a quadruple star with n = 4 and an s ₄ = 90 ° symmetry, which reduces the apparent Eigenrotati onszeit to a quarter of the value that would be given at the same speed, but using a single screw . As a result, the density profile edges can be produced much more precisely because the relative angle between the start and end position of the vapor deposition template with respect to the stationary flow filter is also reduced by a factor of 1 / n . Odd stellate numbers could now be used. Preferably, however, even-numbered star-pointed numbers that are greater than two are used in the production method for graduated filters according to the invention, that is, for. B. n = 4 or n = 6 or n = 8. Larger zigzag numbers, e.g. B. n = 10 and more, are in principle possible, but here the outer and inner tips 9 a and 9 c of the individual prongs are so fine that they can no longer be precisely manufactured even with the most modern manufacturing methods of the time.

Die Herstellung derartiger rotationssymmetrischer Sternkurven 9 a, 9 b, 9 c ist nämlich auf dünnen Metall platten hoher Biegefestigkeit mit höchster Präzision möglich mittels CNC-gesteuerter Drahterodiermaschinen, in die die mittels des erwähnten Rechenverfahrens genau ermittelten Daten der Enveloppenbögen 9 b in kartesi schen Koordinaten (x _i, y _i) mit Index i = 1, 2, . . ., N eingespeichert werden. Weil ein n-fach-Stern genau 2 n-identische Enveloppenbögen 9 aufweist, von denen jeweils zwei solcher Bögen ein spiegelsymmetrisches Paar von Enveloppen bilden und die Gesamtheit der an deren Bögen durch mathematische Drehtransformationen berechnet werden können, genügt es, die kartesischen Koordinaten eines einzigen Enveloppenbogens in den Mi kroprozessor der CNC-gesteuerten Drahterodiermaschine einzugeben. Damit reduziert sich die Datenmenge der Ko ordinaten auf (N/ 2 n) Punktpaare. Durch Rotations- und Spiegeltransformationen dieses einen Enveloppenbo gens 9 b kann die Gesamtkonfiguration des Mehrfachsterns im Mikroprozessor simuliert und damit die Aufdampf schablone durch ein absolutes Minimum von rechnerisch zu bestimmenden Datenpaaren (x _i, y _i) festgelegt werden.The production of such rotationally symmetrical star curves 9 a , 9 b , 9 c is in fact possible on thin metal plates of high bending strength with the highest precision by means of CNC-controlled wire EDM machines, into which the data of the envelope arches 9 b determined exactly by means of the above-mentioned calculation method in Cartesian coordinates ( x _i , y _i ) with index i = 1, 2,. . ., N can be stored. Because an n -fold star has exactly 2 n -identical envelope arches 9 , each of which two such arches form a mirror-symmetrical pair of envelopes and the totality of the other arches can be calculated by mathematical rotary transformations, it suffices to determine the Cartesian coordinates of a single one Enter the envelope sheet into the microprocessor of the CNC-controlled wire EDM machine. This reduces the amount of data of the coordinates to (N / 2 n) point pairs. The overall configuration of the multiple star in the microprocessor can be simulated by means of rotation and mirror transformations of this one envelope nub 9 b and thus the vapor deposition template can be determined by an absolute minimum of arithmetically determined data pairs (x _i , y _i ).

Wie schon angedeutet, läßt sich auch ein entsprechendes Planetengetriebe in einer Aufdampfanlage 1 unter Ver wendung von Aufdampfschablonen 9 mit stenförmigen Randkonturen mit einer Zackenzahl n < 2 deshalb gün stiger und präziser ausgestalten, weil die Eigenrotati onszeit T _as der Aufdampfschablone 9 nur ¹/_n beträgt. Bei heute üblichen Aufdampfanlagen sind die Planetenge triebe so ausgelegt, daß die Eigenrotationszeit der Aufdampfschablonen in der Regel größer als 0,1 s ist, vorzugsweise bei etwa 1 s oder mehr liegt. Bei einer Vierfachsternschablone 9 wäre z. B. bei einer Eigenrota tionszeit T _as von 0,1 s die simulierte Eigenrota tionszeit 0,025 s. So klein muß aber die simulierte Eigenrotationszeit gar nicht sein. Infolgedessen kann das Planetengetriebe in Abhängigkeit von der Zackenzahl und vorzugsweise im Hinblick auf geradzahlige Zacken zahlen n durch ein entsprechendes Übersetzungsverhält nis der Antriebselemente 7, 8 für die Eigenrotation der Aufdampfschablone 9 in jedem einzelnen Fall eines Schablonentyps so ausgelegt werden, daß bei relativ ge ringer Umlaufgeschwindigkeit von Glasplatte und Schablone die simulierte Eigenrotationszeit der Schablone 9 ausreichend klein wird und zugleich bei einem Umlauf der Glasplatte um die Zentralachse 3 die Schablone 9 eine ganzzahlige Zahl von Eigenrotationen durchläuft. Damit kommen ungleichmäßig bedampfte Stel len eines Verlauffilters VF durch unterschiedliche Start- und Endstellungen der Schablonen, wie sie bei schneckenförmigen Schablonen nicht zu vermeiden waren, praktisch nicht mehr vor.As already indicated, a corresponding planetary gear in a vapor deposition system 1 using Ver vapor deposition stencils 9 with steniform edge contours with a number of points n <2 can be designed more cheaply and precisely because the self-rotation time T _{as of} the vapor deposition stencil 9 is only ¹ / _n . In today's conventional vapor deposition systems, the planetary gears are designed so that the intrinsic rotation time of the vapor deposition templates is generally greater than 0.1 s, preferably about 1 s or more. In a fourfold star template 9 would, for. B. with a self-rotation time T _as of 0.1 s, the simulated self-rotation time 0.025 s. However, the simulated self-rotation time does not have to be that small. As a result, the planetary gear depending on the number of teeth and preferably with regard to even-numbered teeth pay n by a corresponding transmission ratio of the drive elements 7, 8 for the self-rotation of the vapor deposition template 9 in each individual case of a template type so that at relatively low ring speed of the glass plate and template the simulated self-rotation time of the template 9 becomes sufficiently short and at the same time the template 9 runs through an integer number of self-rotations when the glass plate rotates around the central axis 3 . This means that unevenly vaporized parts of a gradient filter VF practically no longer occur due to different start and end positions of the templates, as could not be avoided with helical templates.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren, demgemäß je her zustellendes Verlauffilter VF eine Aufdampfschablone 9 mit einer sternförmigen Öffnung mit einer Sternzacken zahl n, die größer als zwei ist, verwendet wird und die Aufdampfschablone 9 mit einer Eigenrotationszeit T _as angetrieben wird, die ¹/_n der Eigenrotationszeit einer gleichartigen Schablone mit nur einer über 360° ver laufenden Randkontur beträgt und gleich oder größer als 0,1 s ist, lassen sich somit Verlauffilter höchster Präzision und Gleichmäßigkeit über ihren gesamten 360°-Bereich herstellen. Eine Anpassung des Verfah rens an unterschiedliche Schablonen-Sternzackenzahlen, Verlauffilterdurchmesser und damit Profile läßt sich dabei durch eine unterschiedliche Gestaltung der Enve loppenflanken 9 b und je Schablonenausgestaltung einen entsprechenden Außendurchmesser der Abrollwalze 7 bzw. des entsprechenden Zahnrades (falls ein Zahnrad-Plane tengetriebe verwendet wird) erreichen. Eine Anpassung an die Aufdampfverhältnisse der Aufdampfquelle bzw. im Vakuumbehälter 1 wird durch eine entsprechende Bestim mung der jeweiligen Rotationszeit um die Zentralachse 3 bewirkt.By the method according to the invention, accordingly, depending on the progressive filter VF to be produced, a vapor deposition template 9 with a star-shaped opening with a star number n that is greater than two is used and the vapor deposition template 9 is driven with a self-rotation time T _as which is ¹ / _{n of} the self-rotation time a similar stencil with only one edge contour running over 360 ° and equal to or greater than 0.1 s, graduated filters can be produced with the highest precision and uniformity over their entire 360 ° range. Adaptation of the process to different stencil star numbers, graduated filter diameters and thus profiles can be achieved by a different design of the enve loppenflanken 9 b and each stencil design a corresponding outer diameter of the rolling roller 7 or the corresponding gear (if a gear-tarpaulin gearbox is used ) to reach. An adaptation to the evaporation conditions of the evaporation source or in the vacuum container 1 is effected by a corresponding determination of the respective rotation time about the central axis 3 .

Zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist die Verwendung einer entsprechenden geeignete Aufdampfanlage zweckmäßig bzw. notwendig. Es muß nicht nur das Über setzungsverhältnis der Antriebsmittel 7, 8 für die Eigenrotation der Aufdampfschablonen an die jeweils er forderliche Eigenrotationszeit T _as angleichbar sein, z. B. durch die Austauschbarkeit von Abrollwalzen 7. Vielmehr soll auch durch austauschbare Glasplattenträ ger 5 die Anlage an unterschiedliche Filterdurchmesser und durch austauschbare Schablonenträger 6 an unter schiedliche Schablonendurchmesser anpaßbar sein. Für die austauschbare Anordnung dieser Teile gibt es ver schiedene bekannte Möglichkeiten. Es ist aber auch not wendig, bei gleichen Glasplattendurchmessern und Schablonendurchmessern einerseits eine leichte Aus tauschbarkeit von bedampften Platten gegen neue zu be dampfende Glasplatten und andererseits einen einfachen Wechsel von Schablonen durchführen zu können. Hierzu dient der in Fig. 7 gezeigte Teil der Vorrichtung nach Fig. 3.To carry out the described method, the use of a suitable suitable vapor deposition system is expedient or necessary. It must not only be the ratio of the drive means 7, 8 for the self-rotation of the vapor deposition templates to be matched to the required self-rotation time T _as , e.g. B. by the interchangeability of rolling rollers 7th Rather, the system should be adaptable to different filter diameters and interchangeable template supports 6 to different template diameters by interchangeable glass plate carriers 5 . There are various known options for the interchangeable arrangement of these parts. However, it is also necessary to be able to carry out easy replacement of steamed plates with new glass plates to be steamed and, on the other hand, a simple change of templates with the same glass plate diameters and template diameters. The part of the device according to FIG. 3 shown in FIG. 7 is used for this purpose.

Wie bereits ausgeführt, ist der Aufnahme- oder Träger teil 5 für eine zu bedampfende Glasplatte 10 um die Zentralachse 3 drehbar. Er weist einen peripheren Schlitz 5 a zum Einschieben der Glasplatte 10 und einen darunterliegenden Auflagerand 5 b für die Glasplatte 10 sowie eine dem Schlitz 5 a gegenüberliegende Bohrung 5 c auf. Dabei liegt die Achse der Bohrung 5 c auf der durch die Winkelhalbierende zum bogenförmigen Schlitz 5 a ge henden Ebene. Nachdem die Trägerteile 5 und 6 nach ab wärts gerichtet sind und die Glasplatte 10 von unten bedampft wird, ist das Trägerteil 6 für die Aufdampf schablone 9 von unten über das Glasplattenträgerteil 5 stülpbar und dabei mit der Antriebsrolle 7 drehfest verbindbar. Da Schablonenträgerteil 6 ist kappenartig mit einer zentralen Öffnung 6 a ausgebildet, wobei die Öffnung 6 a einen Auflagekragen für die Schablone 9 bil det, auf den die Schablone 9 von oben zentriert aufleg bar ist. Die Kappe 6 weist einen mit dem ersten Schlitz 5 a zur Deckung bringbaren, weiteren Schlitz 6 b zum Hindurchschieben einer Glasplatte 10 durch beide Schlitze 5 a und 6 b in das Innere des Glasplattenträ gers 5 auf und eine weitere, nicht sichtbare Bohrung, die in dieser Stellung mit der ersten Bohrung 5 c zur Deckung gelangt. Die Kappe 6 ist an das die Antriebs rolle 7 tragenden Teil 7 a ankuppelbar, z. B. über eine Renkverbindung 6 c, 7 b. Für die Anrenkung könnten auch zwei Stellungen vorgesehen sein, eine, in der die Schlitze 5 a, 6 b sich decken zum Ein- bzw. Ausschieben einer Glasplatte, und eine, in der die Schlitze 5 a, 6 b teilweise gegeneinander verschoben sind, so daß eine Glasplatte auch bei Einwirkung unerwarteter Kräfte nicht aus den Schlitzen herausgleiten kann.As already stated, the receiving or carrier part 5 is rotatable about a central axis 3 for a glass plate 10 to be steamed. It has a peripheral slot 5 a for inserting the glass plate 10 and an underlying support edge 5 b for the glass plate 10 and a hole 5 c opposite the slot 5 a . The axis of the bore 5 c lies on the ge through the bisector to the arcuate slot 5 a ge level. After the carrier parts 5 and 6 are directed downwards and the glass plate 10 is vaporized from below, the carrier part 6 for the vapor deposition template 9 can be placed over the glass plate carrier part 5 from below and can be connected to the drive roller 7 in a rotationally fixed manner. Since the template support part 6 is cap-shaped with a central opening 6 a , the opening 6 a bil a support collar for the template 9 , on which the template 9 is centered from above bar. The cap 6 has a with the first slot 5 a to cover, further slot 6 b for pushing a glass plate 10 through both slots 5 a and 6 b into the interior of the glass plate carrier 5 and a further, not visible bore, which in this position with the first hole 5 c to cover. The cap 6 can be coupled to the drive roller 7 bearing part 7 a , for. B. via a bayonet connection 6 c , 7 b . Two positions could also be provided for the anchoring, one in which the slots 5 a , 6 b overlap for pushing in and out a glass plate, and one in which the slots 5 a , 6 b are partially displaced relative to one another, so that a glass plate cannot slide out of the slots even when exposed to unexpected forces.

Um nun eine bedampfte Glasplatte 10 nach der Bedampfung wieder aus ihren Träger 5 ohne Demontage der Teile 5 und 6 entnehmen zu können, sind zwei getrennte Werk zeugteile 11, 12 vorgesehen. Ein Wekzeugteil 11 ist von unten gegen die Öffnung 6 a der Kappe 6 führbar. Es weist einen zentralen Stift 11 a auf, der beim Anlegen an die Kappe 6 durch die Öffnung der Aufdampfschablo ne 9 hindurchtritt und die bedampfte Glasplatte 10 von dem Auflagerand 5 b nach oben in die Ebene der Schlit ze 5 a, 6 b hebt. In dieser Lage wird dann das zweite Werkzeugteil 12, das als langer, durch die Bohrung 5 c schiebbarer Auswurfstift ausgebildet ist, durch die Bohrung der Kappe 6 und die damit fluchtende Bohrung 5 c geschoben. Hierbei schiebt der Auswurfstift 12 die an gehobene, bedampfte Glasplatte 10 aus den Schlitzen 5 a, 6 b aus dem für die Bedampfung dienenden Aufnahmeteil 4, 5, 6, 7 heraus. Nach Entfernung der Werkzeugteile 11, 12 kann eine neue Glasplatte durch die Schlitze 5 a, 6 b zur Bedampfung in das Aufnahmeteil 4, 5, 6, 7 einge schoben werden. Zum Wechseln einer Aufdampfschablone 9 allerdings muß die Kappe 6 abgenommen werden.In order to be able to remove an evaporated glass plate 10 after the evaporation from its carrier 5 without dismantling the parts 5 and 6 , two separate tool parts 11, 12 are provided. A tool part 11 can be guided from below against the opening 6 a of the cap 6 . It has a central pin 11 a , which passes through the opening of Aufdampfschablo ne 9 when the cap 6 is applied and lifts the vaporized glass plate 10 from the support edge 5 b upwards into the plane of the slot 5 a , 6 b . In this position, the second tool part 12 , which is designed as a long ejection pin that can be pushed through the bore 5 c, is pushed through the bore of the cap 6 and the bore 5 c aligned therewith. Here, the ejection pin 12 pushes the lifted, vapor-coated glass plate 10 out of the slots 5 a , 6 b from the receiving part 4, 5, 6, 7 serving for vapor deposition. After removal of the tool parts 11, 12 , a new glass plate can be inserted through the slots 5 a , 6 b for vapor deposition in the receiving part 4, 5, 6, 7 . To change a vapor deposition template 9, however, the cap 6 must be removed.

Claims

1.Process for the vapor deposition of transparent plates, each with a circular Ver running filter layer with a radially outwardly decreasing density predetermined course in a vacuum evaporation system in which the plates around a central axis of the vapor deposition system and in the direction of evaporation in front of each plate by means of a planetary gear Aufdampfschablo ne with a central, limited by a curvilinear edge opening with the plate and in addition to the own axis of the vapor deposition template, characterized in that a vapor deposition template ( 9 ) with an opening with a star-shaped edge ( 9 b) , the a number (s) of star points ( 9 a) , which is greater than two, is used that as flanks ( 9 b) for the star points ( 9 a) with each other the same, mirror-inverted arranged Enveloppenbogen ( 9 b) be used and that the intrinsic rotation time (T _as ) of the steam template ( 9 ) is approximately equal to or greater than 0.1 s and at the same time a factor ( ¹ / _n ) compared to the self-rotation time of a vapor deposition template to be used in the same vapor deposition system ( 1 ) with a continuously increasing or decreasing edge curve over 360 ° is reduced.

2.Device for the vapor deposition of transparent plates, each with a circular Ver running filter layer with a radially outwardly decreasing density predetermined course in a vacuum evaporation system, in which the plates around a central axis of the vapor deposition system and in the direction of evaporation in front of each plate by means of a planetary gear Aufdampfschablo ne with a central, from a curvilinear edge limited opening with the plate and additionally rotated around its own axis of the vapor deposition template, characterized in that the central opening of the vapor deposition template ( 9 ) is star-shaped in that it is a tooth (n) of star points ( 9 a) , which is greater than two, and that the star points ( 9 a) of mutually identical, mutually mirror-symmetrically arranged envelope sheets ( 9 b) are limited.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that a pair of drive elements ( 7, 8 ) for the self-rotation of each evaporation template ( 9 ) is provided, the transmission ratio according to the number (s) of the star points ( 9 a) is formed .

4. The device according to claim 2, characterized in that the Enveloppenbögen (9 b) are cut out from the Aufdampfschablone (9) by means of a CNC-controlled wire EDM, and that the wire EDM Enveloppen data in Cartesian Koordinaschen with twice the tooth (2 n ) the star points ( 9 a) corresponding repetition factor are stored.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the number (s) of the star points ( 9 a) carries four or six be.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that for each plate ( 10 ) with vapor deposition template ( 9 ) a two-part receptacle ( 5, 6 ) is provided, de ren a part formed as a hollow body ( 5 ) about the central axis ( 3 ) is rotatable and has a peripheral slot ( 5 a) for inserting the plate ( 10 ) and an underlying support edge ( 5 b) for the latter and a slot ( 5 a) opposite the bore ( 5 c) and its other part ( 6 ) as from un th over the first part ( 5 ) slipable and drivable around its own axis cap ( 6 ) with a central, a support for the vapor deposition ( 9 ) forming opening ( 6 a) is ausgebil det, and that the cap ( 6 ) has a first slot ( 5 a) which can be brought into congruence white slot ( 6 b) for pushing through the plate ( 10 ) and has an additional bore with the first hole ( 5 c) to cover .

7. Device according to claims 3 and 6, characterized in that on the first part ( 5 ) a drive wheel ( 7 ) of the pair of drive elements ( 7, 8 ) is rotatably mounted and that the second part ( 6 ) with the drive wheel ( 7 ) is detachably and non-rotatably connected.

8. The device according to claim 6, characterized in that two tool parts ( 11, 12 ) are seen before that a tool part ( 11 ) with a central pin ( 11 a) from below against the cap ( 6 ) is movable and the length the pin ( 11 a) is dimensioned such that it can be guided through the central opening of the vapor deposition template ( 9 ) through against the plate ( 10 ) to lift it up into the plane of the slots ( 5 a , 6 b) , and that the second tool part ( 12 ) is designed as an ejection pin such that it can be pushed through the bores ( 5 c) through against the plate ( 10 ) for moving the same out of the slots ( 5 a , 6 b) .