KR20230110339A - 광학 디바이스들을 위한 에지 흑화 - Google Patents

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강강 왕
야시어 아라패스 아하메드
이지 가오
벤자민 리오든
라미 후라니
제임스 디. 스트래스너
루도빅 고뎃
틴 응우옌
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

광학 디바이스 코팅 조립체가 제공된다. 광학 디바이스 코팅 조립체는 광학 디바이스 기판을 유지하도록 동작 가능한 기판 지지체를 포함한다. 코팅 조립체는 기판 지지체에 연결된 제1 액추에이터를 더 포함한다. 제1 액추에이터는 기판 지지체를 회전시키도록 구성된다. 코팅 조립체는 광학 디바이스 기판이 기판 지지체 상에서 회전될 때 광학 디바이스 기판의 에지에 대하여 코팅 애플리케이터를 유지하도록 구성된 홀더, 및 기판 지지체를 향하는 방향으로 홀더에 힘을 가하도록 동작 가능한 제2 액추에이터를 포함한다. 제2 액추에이터는 항력 액추에이터이다.

Description

광학 디바이스들을 위한 에지 흑화
[0001] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 광학 디바이스들에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원에 설명된 실시예들은 광학 디바이스 코팅 조립체 및 광학 디바이스들의 에지를 광학 흡수성 재료로 코팅하는 방법에 관한 것이다.
[0002] 가상 현실은 일반적으로 사용자가 명백한 물리적 존재를 갖는 컴퓨터 생성 시뮬레이션 환경인 것으로 간주된다. 가상 현실 경험은 3D로 생성될 수 있으며, 실제 환경을 대체하는 가상 현실 환경을 디스플레이하기 위해 렌즈들로서 근안 디스플레이 패널들을 갖는 안경 또는 다른 웨어러블 디스플레이 디바이스들과 같은 헤드 장착형 디스플레이(HMD)로 관찰될 수 있다.
[0003] 그러나, 증강 현실은 사용자가 여전히 주변 환경을 보기 위해 안경 또는 다른 HMD 디바이스의 디스플레이 렌즈들을 통해 볼 수 있지만, 또한 디스플레이를 위해 생성되고 환경의 일부로서 나타나는 가상 객체들의 이미지들을 볼 수 있는 경험을 가능하게 한다. 증강 현실은 오디오 및 햅틱 입력들과 같은 임의의 유형의 입력뿐만 아니라, 사용자가 경험하는 환경을 향상시키거나 증강시키는 가상 이미지들, 그래픽들, 및 비디오를 포함할 수 있다. 부상하는 기술로서, 증강 현실에 대한 많은 도전과제들 및 설계 제약들이 있다.
[0004] 하나의 그러한 도전과제는 주변 환경 상에 오버레이된 가상 이미지를 디스플레이하는 것이다. 증강 현실 도파관 결합기들과 같은 도파관 결합기들을 포함하는 광학 디바이스들, 및 메타 표면들과 같은 편평 광학 디바이스들이 이미지들의 오버레이를 보조하는 데 사용된다. 생성된 광은 광이 광학 디바이스를 빠져나가 주변 환경 상에 오버레이될 때까지 광학 디바이스를 통해 전파된다.
[0005] 광학 디바이스들은 광학 흡수성 재료의 코팅으로 광학 디바이스들의 에지들을 코팅하는 것을 요구할 수 있다. 광학 흡수성 재료의 코팅은 광학 디바이스의 성능을 개선한다. 코팅이 광학 디바이스의 전체 에지에 걸쳐 균일하거나 실질적으로 균일한 것이 바람직하다. 도파관 결합기들은 일반적으로 불규칙한 형상을 가지며, 이는 도파관 결합기의 에지들 상에 균일한 코팅을 제공하기 위한 도전과제를 제시한다.
[0006] 따라서, 광학 디바이스들의 에지들을 광학 흡수성 재료로 코팅하는 개선된 방법들이 이 분야에 필요하다.
[0007] 일 실시예에서, 광학 디바이스 코팅 조립체가 제공된다. 광학 디바이스 코팅 조립체는 광학 디바이스 기판을 유지하도록 동작 가능한 기판 지지체를 포함한다. 코팅 조립체는 기판 지지체에 연결된 제1 액추에이터를 더 포함한다. 제1 액추에이터는 기판 지지체를 회전시키도록 구성된다. 코팅 조립체는 광학 디바이스 기판이 기판 지지체 상에서 회전될 때 광학 디바이스 기판의 에지에 대하여 코팅 애플리케이터(applicator)를 유지하도록 구성된 홀더, 및 기판 지지체를 향하는 방향으로 홀더에 힘을 가하도록 동작 가능한 제2 액추에이터를 포함한다. 제2 액추에이터는 항력 액추에이터(constant force actuator)이다.
[0008] 다른 실시예에서, 광학 디바이스 코팅 조립체가 제공된다. 코팅 조립체는 기판 지지체; 기판 지지체에 연결된 제1 액추에이터 ― 제1 액추에이터는 기판 지지체를 회전시키도록 구성됨 ―; 기판 지지체 상에서 회전되는 광학 디바이스 기판의 에지에 대하여 코팅 애플리케이터를 유지하도록 구성된 홀더; 및 제1 액추에이터와 통신하는 제어기를 포함하고, 제어기는 기판 지지체 상에 포지셔닝된 비원형 광학 디바이스 기판의 에지의 상이한 부분들이 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 제1 액추에이터가 기판 지지체의 회전 속도를 조정하게 하도록 구성된다.
[0009] 다른 실시예에서, 광학 디바이스 기판을 코팅하는 방법이 제공된다. 방법은 기판 지지체 상에 광학 디바이스 기판을 포지셔닝하는 단계 ― 광학 디바이스 기판은 최하부 표면, 최상부 표면, 및 최하부 표면과 최상부 표면을 연결하는 하나 이상의 에지들을 포함함 ―; 광학 디바이스 기판을 회전시키기 위해 제1 액추에이터로 기판 지지체를 회전시키는 단계; 및 광학 디바이스 기판이 회전될 때 홀더 내에 포지셔닝된 코팅 애플리케이터로 광학 디바이스 기판의 하나 이상의 에지들에 광학 흡수성 코팅을 도포하는 단계를 포함하고, 제2 액추에이터는 광학 흡수성 코팅의 도포 동안 홀더에 항력을 가한다.
[0010] 위에서 언급된 본 개시내용의 특징들이 상세하게 이해될 수 있도록, 위에 간략하게 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 실시예들 중 일부가 첨부 도면들에 도시되어 있다. 그러나, 첨부 도면들은 예시적인 실시예들만을 예시하며, 따라서 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되고, 다른 균등하게 유효한 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
[0011] 도 1a는 일 실시예에 따른 코팅 조립체의 사시도이다.
[0012] 도 1b는 일 실시예에 따른 정렬 디바이스의 사시도이다.
[0013] 도 1c는 일 실시예에 따른 진공 척(chuck)의 최하부 사시도이다.
[0014] 도 1d는 일 실시예에 따른 정렬 디바이스의 최상부 사시도이다.
[0015] 도 2는 일 실시예에 따른 정렬 디바이스를 사용함으로써 진공 척 상에 기판을 정렬하기 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0016] 도 3은 일 실시예에 따른 기판의 에지들을 코팅 시스템으로 코팅하기 위한 방법의 프로세스 흐름도이다.
[0017] 도 4는 일 실시예에 따른 코팅 조립체의 사시도이다.
[0018] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통인 동일한 요소들을 지정하기 위해 가능한 경우 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들은 추가 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있는 것으로 고려된다.
[0019] 본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 광학 디바이스들에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본원에 설명된 실시예들은 광학 디바이스들의 에지(들)(예를 들어, 도파관 결합기 또는 편평 광학 디바이스로서 사용될 기판의 에지들)를 광학 흡수성 재료로 코팅하기 위한 장비 및 방법들에 관한 것이다.
[0020] 이하에서는 주로 도파관 결합기로서 사용될 광학 디바이스 기판에 광학 흡수성 코팅을 도포하는 것과 관련하여 설명되지만, 본 개시내용의 이점들은 다른 기판들의 하나 이상의 에지들 상에 코팅을 도포하는 것에 적용 가능하다. 본원에서 사용되는 일정한 선형 속도라는 용어는 기준 선형 속도의 1% 내에 있는 선형 속도를 지칭한다. 본원에서 사용되는 실질적으로 일정한 선형 속도라는 용어는 기준 선형 속도의 5% 내에 있는 선형 속도를 지칭한다.
[0021] 도 1a는 일 실시예에 따른 광학 디바이스 코팅 조립체(100)의 사시도이다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51) 상에 코팅을 제공하기 위해 사용된다.
[0022] 광학 디바이스 기판(50)은 에지들(51), 최상부 표면(52), 및 최하부 표면(53)을 포함한다. 에지들(51)은 최하부 표면(53)을 최상부 표면(52)과 연결한다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)을 광학 흡수성 재료의 코팅과 같은 코팅으로 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 광학 흡수성 재료는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들을 암화(예를 들어, 흑화)할 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 광학 디바이스 기판(50)은 실리콘(Si), 실리콘 이산화물(SiO2), 용융 실리카, 석영, 유리, 실리콘 탄화물(SiC), 게르마늄(Ge), 실리콘 게르마늄(SiGe), 인듐 인화물(InP), 갈륨 비화물(GaAs), 갈륨 질화물(GaN), 또는 사파이어를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 일 실시예에서, 광학 디바이스 기판(50)은 도파관 결합기이다. 다른 실시예들에서, 광학 디바이스 기판은 메타 표면을 포함하는 편평 광학 디바이스와 같은 편평 광학 디바이스와 같은 상이한 유형의 디바이스일 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다른 실시예에서, 광학 디바이스 기판(50)은 광학 디바이스 기판(50) 상에 배치된 광학 디바이스 구조체들(예를 들어, 1 마이크로미터 미만의 임계 치수들을 갖는 구조체들)을 가질 수 있다.
[0023] 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 기판 지지체(150)를 포함한다. 기판 지지체(150)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)이 코팅되도록 광학 디바이스 기판(50)을 유지하고 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 기판 지지체(150)의 기판 지지 표면을 회전시키기 위해 사용되는 제1 액추에이터(110)를 더 포함한다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)을 코팅하기 위해 사용되는 애플리케이터(60)(예를 들어, 마커)를 유지하도록 구성된 홀더(130)를 더 포함한다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 애플리케이터(60)가 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)과 접촉하고 코팅할 수 있게 하기 위해 홀더(130) 및 애플리케이터(60)를 예를 들어 X 방향으로 이동시키기 위해 사용되는 공압 액추에이터(120)(제2 액추에이터로도 또한 지칭됨)를 더 포함한다.
[0024] 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 광학 디바이스 코팅 조립체(100)의 다른 컴포넌트들을 지지 및 배열하기 위해 사용되는 플랫폼(170)을 더 포함한다. 플랫폼(170)은 4개의 레그들(171) 및 4개의 레그들(171)에 의해 지지되는 최상부(172)를 포함한다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 플랫폼(170)의 최상부(172) 상에 포지셔닝된 장착 블록(175)을 더 포함한다. 일부 실시예들에서, 장착 블록(175)은 홀더(130)가 지정된 방향으로만(예를 들어, X 방향으로만) 이동하는 것을 보장하기 위해 사용될 수 있는 트랙 또는 가이드(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 홀더(130)는 홀더(130)가 장착 블록(175) 내에서 트랙 또는 가이드를 따라 이동하여, 지정된 방향으로만 발생하는 이동을 제공하는 것을 보장하기 위해 홀더(130)의 최하부로부터 연장되는 돌출부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
[0025] 기판 지지체(150)는 진공 척(151)을 포함할 수 있다. 광학 디바이스 기판(50)은 진공 척(151) 상에 배치될 수 있다. 진공 척(151)은 교체 가능할 수 있다. 진공 척(151)은 광학 디바이스 기판(50)의 정의된 구역들, 예컨대 광학 디바이스 기판(50)의 비배제 구역들을 파지(grip)할 수 있다. 본 개시내용은 기판이 진공 척(151) 상에 배치되는 것을 설명하지만, 다른 유형들의 기판 지지 표면들도 사용될 수 있다. 진공 척(151)은 광학 디바이스 기판(50)이 회전될 때 광학 디바이스 기판(50)을 제자리에 유지할 수 있다. 진공 척에 관한 추가 정보가 아래의 도 1b 내지 도 1d의 설명에서 제공된다. 기판 지지체(150)는 진공 척(151)에 연결되는 회전 샤프트(157)를 더 포함할 수 있다. 회전 샤프트(157)는 아래에 설명되는 바와 같이 제1 액추에이터(110)에 결합되어 제1 액추에이터(110)가 진공 척(151)의 회전을 제어할 수 있게 한다. 제1 액추에이터 (110) 및 진공 척(151)은 적어도 360도 회전하여 코팅 애플리케이터(60)가 회전을 따라 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)을 코팅할 수 있게 하도록 구성될 수 있다.
[0026] 제1 액추에이터(110)는 기판 지지체(150)를 회전시키기 위해 사용된다. 제1 액추에이터(110)는 가변 주파수 구동부에 연결된 서보 또는 모터와 같이 상이한 속도들로 회전하도록 구성되는 전기 모터일 수 있다. 제1 액추에이터(110)는 출력 샤프트(113)를 포함할 수 있다. 제1 액추에이터(110)의 출력 샤프트(113)는 다른 풀리(도시되지 않음)에 결합될 수 있다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 제1 액추에이터(110)의 회전 출력을 기판 지지체(150)에 결합하기 위해 벨트(115) 및 풀리(116)를 더 포함한다. 풀리(116)는 기판 지지체(150)의 회전 샤프트(157)에 결합될 수 있다. 벨트(115) 및 풀리(116)는 기판 지지체(150)를 제1 액추에이터(110)의 회전 속도와 상이한 속도로 회전시키기 위해 사용될 수 있다. 본원에 설명된 벨트들 및 풀리들은 제로 백래시 벨트(zero backlash belt)들(예를 들어, 제로 백래시 타이밍 벨트) 및 풀리들이도록 구성될 수 있다.
[0027] 제1 액추에이터(110)는 플랫폼(170)의 최상부(172) 아래에 매달릴 수 있다. 제1 액추에이터(110)는 플랫폼(170)의 최상부(172)에 연결되는 지지체들(112)에 의해 지지되는 플레이트(111)에 장착될 수 있다.
[0028] 홀더(130)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)이 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)을 지나서 그리고 그 팁(61)에 대하여 회전될 때 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 대하여 코팅 애플리케이터(60)를 유지하기 위해 사용된다. 홀더(130)는 클램프(131), 틸트 암(132), 및 베이스(133)를 포함한다. 베이스(133)는 예를 들어 기판 지지체(150)를 향해 또는 그 기판 지지체(150)로부터 멀어지게 슬라이딩할 수 있는 슬라이딩 가능한 베이스일 수 있다. 클램프(131)는 코팅 애플리케이터(60)를 유지하기 위해 사용된다. 틸트 암(132)의 각도는 조정될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 틸트 암(132)의 각도는 완전히 수평, 완전히 수직, 또는 그 사이의 임의의 각도가 되도록 코팅 애플리케이터(60)를 배향시키기 위해 XZ 평면에서 조정될 수 있다. 일부 실시예들에서, 틸트 암(132)은 또한 XY 평면에서 각도 조정들을 허용할 수 있는데, 예를 들어 코팅 애플리케이터(60)의 각도가 XY 평면에서 플러스 또는 마이너스 15도 조정되는 것을 허용할 수 있다.
[0029] 코팅 애플리케이터(60)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51) 상에 코팅될 광학 흡수성 재료를 포함한다. 코팅 애플리케이터(60)는 마커 펜으로서 도시되어 있지만, 다른 유형들의 코팅 애플리케이터들이 사용될 수 있다. 본원에 설명된 다른 실시예들과 조합될 수 있는 다양한 실시예들에서, 애플리케이터(60)는 마커, 펜, 마커 펜, 스폰지 애플리케이터, 폼(foam) 애플리케이터, 또는 고무 휠일 수 있다. 코팅 애플리케이터(60)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 광학 흡수성 코팅들을 도포할 수 있다. 사용될 수 있는 광학 흡수성 코팅들의 예들은 하나 이상의 안료(pigment) 또는 다이(die)로 채워진 UV 경화성 접착제들, 하나 이상의 안료 또는 다이로 채워진 열 경화성 접착제들, 안료 잉크, 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
[0030] 베이스(133)는 공압 액추에이터(120)에 결합될 수 있다. 베이스(133)는 공압 액추에이터(120)로부터 힘을 받고, 그 힘을 가하여, 홀더(130)를 이동시키고 그리고/또는 대응하는 힘을 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)을 통해 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 대해 가할 수 있다.
[0031] 도 1b를 참조하여 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 광학 디바이스 기판(50)은 불규칙한 형상을 갖는다(즉, 광학 디바이스 기판(50)의 최상부 표면(52)은 불규칙한 형상을 갖는다). 광학 디바이스 기판(50)의 이러한 불규칙한 형상은 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)이 예를 들어 X 방향으로 이동하는 것을 필요하게 하며, 따라서 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)은 광학 디바이스 기판(50)이 매끄럽게 회전되는 것을 여전히 허용하면서 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 대해 가압된 채로 유지될 수 있다.
[0032] 공압 액추에이터(120)는 베이스(121) 및 연장부(125)를 포함할 수 있다. 베이스(121)는 압축 공기 소스(도시되지 않음)로부터 가압된 공기를 수용하고, 가압된 공기로부터의 힘을 연장부(125)에 가할 수 있다. 연장부(125)는 이러한 힘을 가하여 홀더(130)의 베이스(133)에 대해 가압하여, 공압 액추에이터(120)로부터의 힘을 홀더(130)에 결합할 수 있으며, 따라서 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)은 기판이 기판 지지체(150) 상에서 회전될 때 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 대해 가압할 수 있고 그리고/또는 광학 디바이스 기판(50)에 대해 이동할 수 있다.
[0033] 공압 액추에이터(120)는 항력 액추에이터일 수 있다. 공압 액추에이터(120)는 저마찰 공압 실린더를 포함할 수 있다. 공압 액추에이터(120)로서 항력 액추에이터를 사용하면, 광학 디바이스 기판(50)의 불규칙한 형상을 수용하기 위해 홀더(130)가 예를 들어 X 방향으로 이동할 때, 공압 액추에이터(120)는 홀더(130)에 일정한 힘을 가할 수 있다. 예를 들어, 공압 액추에이터(120)는 홀더(130) 내의 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)을 제1 포지션(P1)(즉, 팁(61)이 도 1a에서 로케이팅되는 포지션)으로부터 제2 포지션(P2)(예를 들어, 기판 지지체(150)의 중심으로부터 P1보다 멀리 밖으로 연장되는 에지(51)의 부분이 팁(61)의 정면에서 회전될 때 팁(61)이 이동할 포지션)으로 이동시키도록 구성될 수 있다. P2로 밖으로 연장되는 광학 디바이스 기판(50)의 에지(51)의 부분이 코팅 애플리케이터(60)의 정면에서 회전될 때, 공압 액추에이터(120)는 홀더(130)의 X 방향으로의 이동을 허용하고, 따라서 광학 디바이스 기판(50)의 에지에 대한 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)의 일정한 힘이 유지될 수 있다.
[0034] 홀더(130)에 가해지는 이러한 일정한 힘은 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)이 불규칙하게 성형된 광학 디바이스 기판(50)의 전체 360도 회전에 대해 대응하는 일정한 힘으로 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 대해 가압된 상태로 유지되는 것을 허용한다. 예를 들어, 광학 디바이스 기판(50)의 회전 동안, 공압 액추에이터(120)는 연장부(125)를 이동시키도록 구성될 수 있고, 따라서 홀더(130)가 이동하고, 일정한 힘이 광학 디바이스 기판(50)의 에지(51)에 대해 유지될 수 있다. 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 대한 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)의 이러한 대응하는 일정한 힘은 균일한 두께를 갖는 코팅이 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 인가되는 것을 가능하게 하는 하나의 인자이다.
[0035] 일부 실시예들에서, 광학 디바이스 기판(50)의 에지(51)에 대해 코팅 애플리케이터(60)의 팁에 의해 가해지는 일정한 힘은 약 0.01lbf 내지 약 1.0lbf, 예컨대 약 0.05lbf 내지 약 0.5lbf, 예컨대 약 0.25lbf이다. 일부 실시예들에서, 코팅 애플리케이터(60)에 의해 기판의 에지들(51)에 도포되는 코팅의 균일한 두께는 약 100μm 내지 약 1000μm, 예컨대 약 300μm 내지 약 500μm, 예컨대 약 400μm이다.
[0036] 일 실시예에서, 홀더(130)를 이동시키는 대신에, 광학 디바이스 기판(50)의 에지(51)에 대한 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)의 각도는 광학 디바이스 기판(50)의 불규칙한 형상을 수용하도록 변할 수 있다. 예를 들어, 코팅 애플리케이터(60)는 기판 지지체(150)의 중심에 가장 가까운 에지(51)의 부분이 팁(61)을 지나서 회전될 때 광학 디바이스 기판(50)의 표면에 실질적으로 평행하게 연장될 수 있다. 이어서, 코팅 애플리케이터(60)는 기판 지지체(150)의 중심으로부터 가장 먼 에지(51)의 부분이 팁(61)을 지나서 회전될 때 기판의 표면에 실질적으로 수직이 되도록 XZ 평면에서 회전할 수 있다.
[0037] 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 도 1a에 도시된 장비, 예컨대 제1 액추에이터(110), 공압 액추에이터(120), 및 진공 척(151)에 연결된 제어기(190)를 더 포함한다. 제어기(190)는 산업 환경에서 사용되는 임의의 유형의 제어기, 예컨대 프로그래밍 가능한 로직 제어기(PLC)일 수 있다. 제어기(190)는 단일 컴포넌트로서 도시되어 있지만, 이것이 요구되지는 않는다. 일부 실시예들에서, 제어기(190)는 광학 디바이스 코팅 조립체(100)의 다수의 컴포넌트들에 걸쳐 분산될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 제1 액추에이터(110)는 광학 디바이스 기판(50)의 최상부 표면의 형상 및 기판 지지체(150) 상의 광학 디바이스 기판(50)의 포지셔닝에 기초하여 특정 속도 프로파일에 따라 회전하도록 프로그래밍될 수 있는 "스마트" 모터일 수 있다. 제어기(190)는 프로세서(192), 메모리(194), 및 입력/출력(I/O) 회로들(196)을 포함한다. 제어기(190)는 다음의 컴포넌트들(도시되지 않음), 예컨대 하나 이상의 전력 공급부들, 클록들, 통신 컴포넌트들(예를 들어, 네트워크 인터페이스 카드), 및 본원에 설명된 장비를 위한 제어기들에서 전형적으로 발견되는 사용자 인터페이스들 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
[0038] 프로세서(192)는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술되는 방법들을 실행하도록 구성된 프로그램과 같은, 메모리(194)에 저장된 다양한 프로그램들을 실행하도록 구성된다. 메모리(194)는 광학 디바이스 코팅 조립체(100)를 제어하는 데 사용되는 다양한 동작 설정들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 설정들은 다양한 다른 설정들 중에서 기판 지지체(150)에 의해 회전되고 있는 광학 디바이스 기판(50)의 형상에 기초하여, (1) 공압 액추에이터(120)에 의해 가해지는 힘 및 (2) 제1 액추에이터(110)에 대한 속도 설정들을 제어하기 위한 설정들을 포함할 수 있다.
[0039] 메모리(194)는 비일시적 메모리를 포함할 수 있다. 비일시적 메모리는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술되는 방법들을 실행하는 데 사용되는 루틴 및 설정들과 같은 루틴들 및 설정들을 저장하는 데 사용될 수 있다. 메모리(194)는 판독 전용 메모리(ROM)(예를 들어, 전기적으로 소거가능하고 프로그래밍 가능한 판독 전용 메모리(EEPROM)), 플래시 메모리, 플로피 디스크, 하드 디스크, 또는 랜덤 액세스 메모리(RAM)(예를 들어, 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(NVRAM))와 같은 하나 이상의 용이하게 이용 가능한 유형들의 메모리를 포함할 수 있다. 상이한 광학 디바이스 기판들(50)을 코팅하기 위한 루틴들은 일반적으로 메모리(194)에 저장될 수 있다. 이러한 루틴들은 입력들(예를 들어, 속도 센서들, 모터 피드백 센서들)로부터 수신되는 신호들과 I/O 회로들(196)을 통해 출력들(예를 들어, 제1 액추에이터(110) 및 공압 액추에이터(120))에 전송되는 신호들과 함께 프로세서(192)에 의해 실행될 수 있다. 일 실시예에서, 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 가압된 공기를 공압 액추에이터(120)에 공급하기 위해 솔레노이드 밸브(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
[0040] 코팅 시스템이 입력들 및 센서들을 포함할 수 있지만, 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 매우 적은 입력들(예를 들어, 정지/시작 제어들) 및 일부 실시예들에서는 0개의 센서들로 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 균일한 코팅을 도포하기 위해 사용될 수 있다는 것이 주목할 만하다. 광학 디바이스 코팅 조립체(100)가 임의의 센서들 또는 다른 피드백 없이도 완전히 기능할 수 있는 이러한 능력은 기판의 에지 검출을 위한 센서들 및 정밀 디스펜서들과 함께 다축 스테이지들 및/또는 로봇 암들을 일반적으로 포함하는 위에서 언급된 종래의 기술들에 포함된 복잡한 설계들에 비해 상당한 이점을 제공한다.
[0041] 제어기의 메모리(194)는 (1) 코팅될 광학 디바이스 기판(50)의 형상(즉, 최상부 표면(52)의 형상) 및 (2) 기판 지지체(150) 상의 광학 디바이스 기판(50)의 포지셔닝에 기초하는 속도 프로파일을 따라 제1 액추에이터(110)의 속도를 조정하기 위한 프로그램을 포함할 수 있다. 광학 디바이스 기판(50)의 형상에 기초하여 제1 액추에이터(110)의 속도를 조정하기 위한 이 프로그램은 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)의 동일한 길이의 각각의 부분이 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)을 일정한 선형 속도 또는 실질적으로 일정한 선형 속도로 통과하게 하기 위해 광학 디바이스 기판(50)이 회전될 때 제1 액추에이터(110)의 속도가 조정되도록 설계된다. 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)의 각각의 부분이 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)을 동일한 선형 속도로 통과하게 하는 것은 균일한 두께를 갖는 코팅이 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 도포될 수 있게 하는 다른 인자이다. 일 실시예에서, 광학 디바이스 기판(50) 상에서의 회전의 중심 지점으로부터 광학 디바이스 기판(50)의 에지 (51) 상의 지점까지의 거리는 해당 지점이 코팅 애플리케이터(60)를 통과할 때의 기판 지지체(150)의 회전 속도를 결정하기 위해 사용된다.
[0042] 도 1b는 일 실시예에 따른 진공 척(151) 상에 정렬된 정렬 디바이스(160) 및 광학 디바이스 기판(50)의 사시도이다. 진공 척(151)은 최상부 표면(154)을 갖는 바디(152)를 포함한다. 광학 디바이스 기판(50)은 진공 척(151)의 바디(152)의 최상부 표면(154) 상에 포지셔닝된다. 진공 척(151)의 바디(152)는 진공 척(151) 상에 적절하게 포지셔닝된 광학 디바이스 기판(50)을 유지하기 위해 흡입력을 제공하기 위한 홀들(153)을 최상부 표면(154)에 포함할 수 있다.
[0043] 광학 디바이스 기판(50)은 증강 현실 디바이스에서 도파관 결합기로서 사용될 기판인 것으로 설명된다. 광학 디바이스 기판(50)과 같은 기판들은 종종 불규칙한 형상과 같은 비원형 형상을 가질 수 있다. 본원에서 참조되는 형상은 광학 디바이스 기판(50)의 최상부 표면(52)과 같은 기판의 최상부 표면의 형상이다. 원형 기판들은 프로세싱 중인 기판이 회전될 때 종종 사용되는데, 이는 기판이 회전될 표면 상에 원형 기판들을 적절하게 정렬하는 것이 일반적으로 용이하기 때문이다. 비원형 기판들(예를 들어, 직사각형 기판들)을 회전시키는 것은 원형 기판들을 회전시키는 것보다 다소 더 어려울 수 있고, 불규칙한 형상의 기판들(예를 들어, 광학 디바이스 기판(50))을 회전시키는 것은 직사각형 기판을 회전시키는 것보다 더 어려울 수 있다. 불규칙한 형상의 기판은 기판의 최상부 표면을 2개의 동일한 부분들로 이등분할 수 있는 대칭선을 갖지 않는 기판으로서 정의될 수 있다. 예를 들어, 광학 디바이스 기판(50)의 최상부 표면(52)은 2개의 동일한 부분들로 이등분될 수 없다. 비원형 기판은 원형 형상을 갖는 최상부 표면을 갖지 않는 임의의 기판으로서 정의될 수 있고, 비원형 기판들은 직사각형 형상을 갖는 기판들과 같이 공통 형상들을 포함하며, 또한 불규칙한 형상의 기판들을 포함한다.
[0044] 광학 디바이스 기판(50)과 같은 불규칙한 형상의 기판에 대한 적절한 회전 중심을 찾는 것은 어려울 수 있다. 불규칙한 형상의 기판(예를 들어, 광학 디바이스 기판(50))을 회전 지지체(예를 들어, 진공 척(151)) 상에 적절하게 정렬하는 것은 불규칙한 형상의 기판이 회전될 때 균형화된 상태로 유지되는 것을 돕는다. 불규칙한 형상의 광학 디바이스 기판(50)을 진공 척(151) 위에 정렬하는 것을 돕기 위해, 정렬 디바이스(160)가 사용될 수 있다.
[0045] 정렬 디바이스(160)는 도 1c 및 도 1d를 참조하여 아래에 더 설명되는 바와 같이 진공 척(151)의 바디(152) 아래에 배치될 수 있다. 정렬 디바이스(160)는 베이스(161)를 포함할 수 있다. 베이스(161)는 최상부 표면(164)을 포함할 수 있다. 정렬 디바이스(160)는 베이스(161)의 최상부 표면(164)으로부터 위로 연장되는 복수의 정렬 핀들(162)을 더 포함할 수 있다. 정렬 디바이스(160)는 베이스(161)의 최상부 표면(164)으로부터 위로 연장되는 정합 핀(163)을 더 포함할 수 있다. 정렬 핀들(162)은 정합 핀(163)이 베이스(161)로부터 연장되는 것보다 베이스(161)로부터 더 먼 거리로 연장될 수 있다(예를 들어, 더 높은 높이를 가질 수 있다). 정렬 핀들(162)과 정합 핀(162) 사이의 이러한 높이 차이는 정합 핀(163)이 광학 디바이스 기판(50)과 접촉하지 않고서 광학 디바이스 기판(50)이 진공 척(151) 상에 배치되는 것을 가능하게 한다.
[0046] 정합 핀(163)은 정렬 디바이스(160)를 진공 척(151)과 정렬하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 정합 핀(163) 및 진공 척(151)은 정렬 디바이스(160)를 진공 척(151)과 적절하게 정렬하는 것을 돕기 위한 마킹들(예를 들어, 매칭 라인들 또는 대응하는 화살표들)을 포함할 수 있다. 정렬 핀들(162)은 진공 척(151)이 정합 핀(163)과 정렬된 후에 진공 척(151) 상에 광학 디바이스 기판(50)을 정렬하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)은 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 정렬 핀들(162)과 접촉할 수 있다. 일부 실시예들에서, 정렬 핀(162) 및 광학 디바이스 기판(50)은 광학 디바이스 기판(50)이 진공 척(151) 상에 적절하게 포지셔닝되도록 광학 디바이스 기판(50)을 정렬 핀들(162)과 적절하게 정렬하는 것을 돕기 위한 마킹들(예를 들어, 매칭 라인들 또는 대응하는 화살표들)을 포함할 수 있다.
[0047] 도 1c는 일 실시예에 따른 진공 척(151)의 최하부 사시도이다. 진공 척(151)은 진공 척(151)의 바디(152) 아래로 연장되는 샤프트(157)를 더 포함한다. 진공 척의 바디(152)는 최하부 표면(155)을 포함한다. 2개의 자석들(158)이 진공 척(151)의 바디(152)의 최하부 표면(155) 상에 포지셔닝된다.
[0048] 도 1d는 일 실시예에 따른 정렬 디바이스(160)의 최상부 사시도이다. 2개의 자석들(165)이 정렬 디바이스(160)의 베이스(161)의 최상부 표면(164) 상에 포지셔닝된다. 자석들(165)은 진공 척(151)을 정렬 디바이스(160)와 정렬하는 것을 더 돕기 위해 진공 척(151)의 바디(152)의 최하부 표면(155) 상에 포지셔닝된 자석들(158)과 정렬되도록 포지셔닝될 수 있다. 정렬 디바이스(160)는 노치(166)를 더 포함할 수 있다. 노치(166)는 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 진공 척(151)이 정렬 디바이스(160)와 정렬될 때 정렬 디바이스(160)가 진공 척(151)의 샤프트(157) 주위에 부분적으로 연장되는 것을 허용할 수 있다. 노치(166)는 또한 광학 디바이스 기판(50)이 진공 척(151) 상에 적절하게 정렬되면 정렬 디바이스(160)의 제거를 허용하고, 따라서 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)이 광학 디바이스 코팅 조립체(100)에 의해 코팅될 수 있다.
[0049] 도 2는 일 실시예에 따른 정렬 디바이스(160)를 사용하여 진공 척(151) 상에 광학 디바이스 기판(50)을 정렬하기 위한 방법(2000)의 프로세스 흐름도이다. 방법은 블록(2002)에서 시작한다.
[0050] 블록(2002)에서, 정렬 디바이스(160)는 진공 척(151)과 정렬된다. 일부 실시예들에서, 블록(2002)은 광학 디바이스 기판(50)을 진공 척(151) 상에 포지셔닝하기 전에 수행될 수 있다. 진공 척(151)을 정렬 디바이스(160)와 정렬하는 것은 정렬 디바이스(160)의 노치(166)(도 1d)를 진공 척(151)의 샤프트(157)(도 1c) 주위에 포지셔닝하는 것을 포함할 수 있다. 이 정렬은 정렬 디바이스(160)의 최상부 표면(164) 상의 자석들이 진공 척(151)의 바디(152)의 최하부 표면(155) 상의 자석들(158)에 자기적으로 결합되게 하도록 정렬 디바이스(160)를 포지셔닝하는 것을 더 포함할 수 있다. 이 정렬은 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 진공 척(151)이 정합 핀(163)과 접촉하게 하도록 정렬 디바이스(160)를 포지셔닝하는 것을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 정합 핀(163) 및 진공 척(151)은 정렬 디바이스(160)를 진공 척(151)과 적절하게 정렬하는 것을 돕기 위한 마킹들(예를 들어, 매칭 라인들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이 마킹들은 서로 물리적으로 접촉하도록 만들어질 수 있다.
[0051] 블록(2004)에서, 광학 디바이스 기판(50)은 정렬 디바이스(160) 상의 정렬 핀들(162)과 정렬된다. 예를 들어, 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)은 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 정렬 핀들(162)과 접촉하도록 포지셔닝될 수 있다. 일부 실시예들에서, 정렬 핀(162) 및 광학 디바이스 기판(50)은 광학 디바이스 기판(50)을 정렬 핀들(162)과 적절하게 정렬하는 것을 돕기 위한 마킹들(예를 들어, 매칭 라인들)을 포함할 수 있고, 따라서 광학 디바이스 기판(50)은 진공 척(151) 상에 적절하게 포지셔닝된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 이러한 마킹들은 서로 물리적으로 접촉하도록 만들어질 수 있다. 광학 디바이스 기판(50)을 정렬 핀들(162)과 정렬하는 것은 광학 디바이스 기판(50)에 대해 적절한 회전 중심이 확립되는 것을 허용하고, 따라서 광학 디바이스 기판(50)은 기판 지지체(150)에 의해 회전될 때 균형화된 상태로 유지될 수 있다. 또한, 정렬 핀들(162)의 사용으로부터 초래되는 지정된 정렬을 사용하는 것은 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51) 상의 클리어 시작 지점이 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)을 코팅하기 위해 정의되는 것을 가능하게 한다. 이러한 클리어 시작 지점이 정의되면, 기판 지지체(150)가 회전되는 속도가 광학 디바이스 기판(50)의 회전 전체에 걸쳐 적절하게 조정될 수 있고, 따라서 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)의 상이한 부분들이 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61) 옆을 그리고 그에 접하여 지나갈 때 이러한 상이한 부분들의 선형 속도는 일정하게 유지된다. 이러한 일정한 선형 속도는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51) 상의 균일한 코팅을 달성하는 것을 돕는다.
[0052] 블록(2006)에서, 광학 디바이스 기판(50)을 클램핑하기 위해 진공 척(151)에 흡입력이 가해지고, 따라서 광학 디바이스 기판(50)은 블록(2004)에서 달성된 적절히 정렬된 포지션에 유지된다. 예를 들어, 광학 디바이스 기판(50)을 적절한 포지션에 클램핑하기 위해 도 1b에 도시된 홀들(153)에 흡입력이 가해질 수 있다.
[0053] 블록(2008)에서, 광학 디바이스 기판(50)이 적절한 포지션에 클램핑되면, 정렬 디바이스(160)가 제거된다. 광학 디바이스 기판(50)이 적절한 포지션에 있고, 정렬 디바이스(160)가 제거되면, 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)은 광학 디바이스 코팅 조립체(100)에 의해 코팅될 수 있다. 광학 디바이스 기판(50)이 코팅된 후, 방법(2000)은 이후 광학 디바이스 기판(50)과 동일한 기판이 코팅될 때 동일한 정렬 디바이스(160)를 사용하여 반복될 수 있다. 광학 디바이스 기판(50)과 상이한 크기 또는 형상을 갖는 기판이 코팅될 경우, 상이한 정렬 디바이스가 사용될 수 있다. 예를 들어, 광학 디바이스 기판(50)과 동일한 형상을 갖는 더 큰 기판에 대해 더 큰 정렬 디바이스가 필요할 수 있고, 따라서 정렬 핀들은 진공 척(151)의 중심으로부터 더 멀리 배치될 수 있다. 상이한 크기들 및 형상들의 기판들에 대한 정렬 디바이스를 갖는 것은 기판 지지체(150) 상에 상이한 기판들을 적절하게 로딩하는 데에 소비되는 시간의 양을 상당히 감소시킬 수 있다.
[0054] 도 3은 일 실시예에 따른 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)을 광학 디바이스 코팅 조립체(100)로 코팅하기 위한 방법(3000)의 프로세스 흐름도이다. 방법은 블록(3002)에서 시작한다.
[0055] 블록(3002)에서, 방법(2000)은 광학 디바이스 기판(50)이 진공 척(151) 상에 적절하게 포지셔닝되도록 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이 수행된다.
[0056] 블록(3004)에서, 코팅 애플리케이터(60)는 홀더(130) 내에 포지셔닝된다. 이러한 포지셔닝은 홀더(130)의 클램프(131) 내에 포지셔닝되는 코팅 애플리케이터(60)를 포지셔닝하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 포지셔닝은 광학 디바이스 기판(50)이 진공 척(151) 상에서 회전될 때 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)이 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)과 접촉하기 위해 적절한 높이에 있도록 보장하기 위해 틸트 암(132)을 조정하는 것을 더 포함할 수 있다. 코팅 애플리케이터(60)는 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 도포될 코팅을 포함한다. 일부 실시예들에서, 코팅은 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)을 암화(예를 들어, 흑화)하기 위해 사용될 수 있는 광학 흡수성 코팅일 수 있다.
[0057] 블록(3006)에서, 제1 액추에이터(110) 및 공압 액추에이터(120)가 활성화된다. 제1 액추에이터(110)를 활성화하는 것은 기판 지지체(150)가 회전하기 시작하게 하며, 따라서 기판 지지체(150)의 진공 척(151) 상의 광학 디바이스 기판(50)이 회전하기 시작한다. 공압 액추에이터(120)를 활성화하는 것은 공압 액추에이터(120)가 홀더(130) 상에 힘을 가하게 한다. 예를 들어, 공압 액추에이터(120)로부터의 힘은 홀더(130)를 기판 지지체(150)를 향해 (예를 들어, 도 1a의 X 방향으로) 이동시킬 수 있다. 코팅 애플리케이터(60)가 블록(3004)에서 포지셔닝되어, 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)이 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)과 접촉하기 위해 적절한 높이에 있게 하였기 때문에, 공압 액추에이터(120)로부터의 힘은 또한 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)이 광학 디바이스 기판(50)의 에지(51)의 일부와 접촉하게 한다.
[0058] 일부 실시예들에서, 제어기(190)는 제1 액추에이터(110) 및 공압 액추에이터(120)를 활성화하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 액추에이터들(110, 120)은 동시에 활성화될 수 있다. 다른 실시예들에서, 공압 액추에이터(120)는 활성화될 수 있고, 이어서 짧은 지연(예를 들어, 50ms, 100ms, 500ms 등) 후에, 제1 액추에이터(110)가 활성화될 수 있다. 짧은 지연은 광학 디바이스 기판(50)이 회전하기 시작하기 전에 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61)이 광학 디바이스 기판(50)의 에지(51) 상의 시작 지점과 잠시 접촉하는 것을 허용하도록 타이밍될 수 있고, 따라서 에지 상의 시작 지점은 기판의 에지들(51) 상의 로케이션들 중 나머지와 유사하게 코팅된다.
[0059] 블록(3008)에서, 제1 액추에이터(110)의 속도는 광학 디바이스 기판(50)의 하나 이상의 에지들(51)의 상이한 부분들 또는 에지들(51) 모두의 모든 부분들(즉, 에지들(51) 주위의 360도)이 일정한 선형 속도 또는 실질적으로 일정한 선형 속도로 코팅 애플리케이터(60)의 팁(61) 옆을 그리고 그에 접하여 지나게 하기 위해 기판 지지체(150) 상의 진공 척(151)이 회전하는 속도를 변화시키도록 조정된다. 제어기(190)는 블록(3008) 동안 제1 액추에이터(110)의 속도를 변화시키기 위해 사용될 수 있다. 제어기(190)는 이 회전 속도를 제어하여, 비원형 기판(예를 들어, 직사각형 기판)에 대해 또는 불규칙한 형상의 기판(예를 들어, 광학 디바이스 기판(50))에 대해 코팅 애플리케이터(60)에 의해 그리고 그에 대하여 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)의 일정한 또는 실질적으로 일정한 선형 속도를 야기하도록 구성될 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 제어기(190)는 도 1a에서 단일 제어기로서 도시되어 있지만, 이것은 예시의 편의를 위해 의도된 것이고, 광학 디바이스 코팅 조립체(100)의 상이한 컴포넌트들의 제어는 다수의 컴포넌트들에 걸쳐 분산될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제1 액추에이터(110)는 코팅 애플리케이터(60)를 지나 그리고 그에 대하여 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)의 일정한 또는 실질적으로 일정한 선형 속도를 야기하기 위해 모터가 회전하는 속도를 변화시키기 위해 그 자신의 제어기를 포함할 수 있는 "스마트" 모터이다. 다른 실시예에서, 제1 액추에이터(110)는 제1 액추에이터(110)의 속도를 제어하기 위해 사용되는 신호들을 예를 들어 제어기(190)로부터 수신하는 서보이다.
[0060] 블록들(3006 및 3008) 동안에, 진공 척(151)은 진공 척(151)의 360도 회전 동안에 공압 액추에이터(120)가 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51) 상에 일정한 힘을 가할 때 진공 척(151) 상에 포지셔닝된 광학 디바이스 기판(50)을 제자리에 유지하도록 구성된다.
[0061] 블록(3010)에서, 제1 액추에이터(110) 및 공압 액추에이터(120)는 비활성화된다. 제1 액추에이터(110)를 비활성화하는 것은 기판 지지체(150)가 회전을 정지하게 한다. 공압 액추에이터(120)를 비활성화하는 것은 홀더(130) 및 코팅 애플리케이터(60)가 기판 지지체(150)로부터 멀리 이동하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 공압 액추에이터(120)는 비활성화될 수 있고, 이어서 짧은 지연 후에, 제1 액추에이터(110)는 비활성화될 수 있다. 공압 액추에이터(120)는 코팅 애플리케이터(60)가 광학 디바이스 기판(50)의 에지들(51)에 대하여 가압됨에 따라 지정된 양의 회전이 발생했을 때 비활성화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이러한 지정된 양의 회전은 시작 지점(즉, 코팅되는 에지(51) 상의 제1 지점)으로부터 360도의 하나 이상의 완전한 회전들이 완료될 때일 수 있다. 제어기(190)는 제1 액추에이터(110) 및 공압 액추에이터(120)를 비활성화하기 위해 사용될 수 있다.
[0062] 위에서 설명된 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 또한 광학 디바이스 기판(50)과 같은 기판의 에지들 주위에 균일한 두께의 상이한 섹션들을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 사양들이 직사각형 기판이 직사각형 기판의 2개의 더 긴 변들에서 제1 두께의 균일한 코팅을 그리고 직사각형 기판의 더 짧은 2개의 변들에서 제2 두께의 균일한 코팅을 갖는 것을 요구하는 경우, 광학 디바이스 코팅 조립체(100)는 제1 액추에이터(110)의 속도를 조정함으로써 기판 지지체(150)의 회전 속도를 조정할 수 있고/있거나, 상이한 두께들의 균일한 코팅들을 생성하기 위해 공압 액추에이터(120)에 의해 가해지는 힘의 양을 조정할 수 있다. 예를 들어, 더 두꺼운 코팅을 도포하기 위해, 기판 지지체(150)의 회전 속도는 제1 액추에이터(110)를 감속시킴으로써 감속될 수 있거나, 공압 액추에이터(120)에 의해 가해지는 힘의 양이 증가될 수 있다. 반대로, 더 얇은 코팅을 도포하기 위해, 기판 지지체(150)의 회전 속도는 제1 액추에이터(110)를 가속시킴으로써 증가될 수 있거나, 제2 액추에이터(120)에 의해 가해지는 힘의 양이 감소될 수 있다. 제1 액추에이터(110)의 속도 및/또는 공압 액추에이터(120)에 의해 가해지는 힘은 또한 에지들에 도포되는 코팅의 두께의 점진적인 변화들을 적용하기 위해 점진적으로 변경될 수 있다.
[0063] 도 4는 일 실시예에 따른 광학 디바이스 코팅 조립체(400)의 사시도이다. 광학 디바이스 코팅 조립체(400)는 공압 액추에이터(120)가 보이스 코일(420)로 대체되는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 위에서 설명된 광학 디바이스 코팅 조립체(100)와 동일하다. 보이스 코일(420)은 위에서 설명된 공압 액추에이터(120)와 같은 항력 액추에이터이다. 따라서, 보이스 코일(420)은 공압 액추에이터(120)를 참조하여 위에서 설명된 동일한 기능 중 임의의 그리고 모든 기능을 제공할 수 있다. 공압 액추에이터(120)는 압축된 공기를 사용하여, 광학 디바이스 기판(50)에 대해 코팅 애플리케이터를 유지하는 홀더(130) 상에 일정한 힘을 가하지만, 보이스 코일(420)은 전력을 사용하여, 광학 디바이스 기판(50)에 대해 코팅 애플리케이터를 유지하는 홀더(130) 상에 일정한 힘을 가한다.
[0064] 위에서 설명된 코팅 조립체들 및 관련 방법들은 광학 디바이스 기판들의 에지(들)(예를 들어, 도파관 결합기 또는 편평 광학 디바이스로서 사용될 기판의 에지들)를 균일한 두께의 광학 흡수성 재료로 코팅하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 코팅의 두께는 약 10μm 내지 약 100μm이고, 표면 침식 폭은 약 0 내지 약 1000μm의 범위에 있다. 광학 디바이스들의 에지(들) 상의 이러한 균일한 두께는 기판이 코팅 애플리케이터를 지나 그리고 그에 대하여 회전될 때 기판의 에지 상에 코팅을 도포하기 위해 항력 액추에이터(예를 들어, 공압 액추에이터 또는 보이스 코일)를 사용함으로써 달성된다. 액추에이터에 의해 가해지는 일정한 힘에 더하여, 기판의 회전 속도는 회전 전체에 걸쳐 조정되어, 기판의 에지들이 일정한 선형 속도로 코팅 애플리케이터를 지나 그리고 그에 대하여 이동하게 하며, 따라서 에지들의 상이한 세그먼트들은 애플리케이터를 지나는 데에 동일한 시간을 소비한다. 이러한 일정한 힘 및 일정한 선형 속도는 기판이 도파관 결합기들과 같은 광학 디바이스들에 대해 공통적인 불규칙한 형상을 가질 때에도 기판의 에지들 상에 균일한 코팅을 유발한다. 또한, 본원에 설명된 장비 및 방법들은 기판의 에지 검출을 위한 센서들 및 정밀 디스펜서들과 함께 다축 스테이지들 및/또는 로봇 암들을 포함하는 기술들과 같이 기판의 에지 상에 균일한 코팅을 도포하기 위해 사용되는 종래의 기술들보다 실질적으로 덜 복잡하다. 이러한 종래의 기술들보다 실질적으로 덜 복잡하지만, 본원에 설명된 장비 및 방법들은 광학 디바이스 기판의 에지에 코팅을 수동으로 도포하는 것과 비교할 때, 상당히 개선된 균일성 결과들을 제공한다.
[0065] 전술한 바가 본 개시내용의 예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 예들이 본 개시내용의 기본적인 범위를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있으며, 본 개시내용의 범위는 하기의 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (20)

  1. 광학 디바이스 코팅 조립체로서,
    광학 디바이스 기판을 유지하도록 동작 가능한 기판 지지체;
    상기 기판 지지체에 연결된 제1 액추에이터 ― 상기 제1 액추에이터는 상기 기판 지지체를 회전시키도록 구성됨 ―;
    상기 광학 디바이스 기판이 상기 기판 지지체 상에서 회전될 때, 상기 광학 디바이스 기판의 에지에 대하여 코팅 애플리케이터(applicator)를 유지하도록 구성된 홀더; 및
    상기 기판 지지체를 향하는 방향으로 상기 홀더에 힘을 가하도록 동작 가능한 제2 액추에이터를 포함하고, 상기 제2 액추에이터는 항력 액추에이터인, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 항력 액추에이터는 공압 액추에이터인, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 항력 액추에이터는 보이스 코일인, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 액추에이터와 통신하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 비원형 광학 디바이스 기판의 에지의 상이한 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 제1 액추에이터가 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하게 하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어기는 상기 기판 지지체가 360도 회전될 때 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 비원형 광학 디바이스 기판의 에지들의 모든 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 상기 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 액추에이터와 통신하는 제어기를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 불규칙하게 성형된 광학 디바이스 기판의 에지의 상이한 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 제1 액추에이터가 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하게 하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제어기는 상기 기판 지지체가 360도 회전될 때 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 불규칙하게 성형된 광학 디바이스 기판의 에지들의 모든 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 상기 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제2 액추에이터는 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터의 팁을 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 이동시키도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 액추에이터는 상기 홀더 내에 포지셔닝된 코팅 애플리케이터가 상기 제1 포지션 및 상기 제2 포지션에서 상기 광학 디바이스 기판의 에지 상에 코팅을 도포하게 하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판 지지체는 진공 척(chuck)을 포함하는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 진공 척은 상기 진공 척의 360도 회전 동안 상기 제2 액추에이터가 상기 진공 척 상에 포지셔닝된 광학 디바이스 기판의 에지들에 일정한 힘을 가할 때 상기 광학 디바이스 기판을 제자리에 유지하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  12. 광학 디바이스 코팅 조립체로서,
    기판 지지체;
    상기 기판 지지체에 연결된 제1 액추에이터 ― 상기 제1 액추에이터는 상기 기판 지지체를 회전시키도록 구성됨 ―;
    상기 기판 지지체 상에서 회전되는 광학 디바이스 기판의 에지에 대하여 코팅 애플리케이터를 유지하도록 구성된 홀더; 및
    상기 제1 액추에이터와 통신하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 비원형 광학 디바이스 기판의 에지의 상이한 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 제1 액추에이터가 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하게 하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제어기는 상기 기판 지지체가 360도 회전될 때 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 비원형 광학 디바이스 기판의 에지들의 모든 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 상기 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제어기는 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 불규칙하게 성형된 광학 디바이스 기판의 에지의 상이한 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 상기 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 제1 액추에이터가 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하게 하도록 추가로 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어기는 상기 기판 지지체가 360도 회전될 때 상기 기판 지지체 상에 포지셔닝된 불규칙하게 성형된 광학 디바이스 기판의 에지들의 모든 부분들이 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터에 대하여 상기 일정한 선형 속도로 회전하게 하기 위해 상기 기판 지지체의 회전 속도를 조정하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  16. 제12항에 있어서, 상기 홀더 내의 코팅 애플리케이터의 팁을 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 이동시키도록 구성되는 제2 액추에이터를 더 포함하는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제2 액추에이터는 상기 홀더 내에 포지셔닝된 애플리케이터가 상기 제1 포지션 및 상기 제2 포지션에서 상기 광학 디바이스 기판의 에지 상에 코팅을 도포하게 하도록 구성되는, 광학 디바이스 코팅 조립체.
  18. 광학 디바이스를 코팅하는 방법으로서,
    최하부 표면, 최상부 표면, 및 상기 최하부 표면을 상기 최상부 표면과 연결하는 하나 이상의 에지들을 포함하는 광학 디바이스 기판을 기판 지지체 상에 포지셔닝하는 단계;
    상기 광학 디바이스 기판을 회전시키기 위해 제1 액추에이터로 상기 기판 지지체를 회전시키는 단계: 및
    상기 광학 디바이스 기판이 회전될 때 홀더 내에 포지셔닝된 코팅 애플리케이터로 상기 광학 디바이스 기판의 하나 이상의 에지들에 광학 흡수성 코팅을 도포하는 단계를 포함하고, 상기 광학 흡수성 코팅의 도포 동안에 제2 액추에이터가 상기 홀더에 일정한 힘을 가하는, 광학 디바이스를 코팅하는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제2 액추에이터는 공압 액추에이터인, 광학 디바이스를 코팅하는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제2 액추에이터는 보이스 코일인, 광학 디바이스를 코팅하는 방법.
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