TWI652454B - 能量感測器芯體保護裝置和液晶螢幕光配向設備檢偏模組 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露了一種能量感測器芯體保護裝置和液晶螢幕光配向設備檢偏模組，能量感測器芯體保護裝置包括：支撐件、芯體蓋板和溫度感測器，其支撐件和芯體蓋板共同形成用於容納和固定能量感測器芯體的安裝主體，安裝主體內設置有散熱通道，芯體蓋板的中心開設有錐形孔，且錐形孔的中心與能量感測器芯體的中心對準。能量感測器芯體保護裝置內部設有散熱通道，以在強光照射條件下迅速達到熱穩定狀態，提高測量效率及準確性；藉由芯體蓋板與針孔板的配合使用，使得透光面積減少，換用不同的針孔板可使透光面減少至直徑1mm及以下。
Description
本發明係涉及積體電路製造領域，特別涉及一種能量感測器芯體保護裝置和液晶螢幕光配向設備檢偏模組。
在利用高功率、強光照射的光源設備裡，常常需要對某一關注區域或關注點的具體光強進行檢測，如液晶螢幕光學配向設備。而對光照的檢測一般是利用直接外購的能量感測器（Energy Detector，ED）；考慮在強光照射條件下，ED的工作環境溫度較高、直接照射在ED芯體上的光照面積過大，對強光照射該感測器易滿量程，影響測量精度，且光線入射角範圍過大。
液晶螢幕光學配向設備內的關鍵檢測設備為檢偏模組，檢偏模組內的核心部件即為ED，由於該設備需要檢測的是高功率、深紫外偏振光。習知的芯體保護裝置無內部散熱設計，檢偏模組工作時，其光照表面溫度預計高達100至200℃，溫度過高，導致ED的溫度波動較大，達到測量穩定需要的時間長，嚴重影響了檢偏模組的測量準確性及產率。
本發明提供一種ED芯體保護裝置和液晶螢幕光配向設備檢偏模組，以解決習知技術中ED芯體上光線入射角範圍過大、無內部散熱設計，對強光照射工作條件溫度波動性大的問題。
為解決上述技術問題，本發明提供一種ED芯體保護裝置，包括：支撐件、芯體蓋板和用於檢測能量感測器芯體溫度的溫度感測器，其中，所述支撐件和芯體蓋板共同形成用於容納和固定所述能量感測器芯體的安裝主體，所述安裝主體內設置有散熱通道，所述芯體蓋板的中心開設有錐形孔，且所述錐形孔的中心與所述能量感測器芯體的中心對準。
較佳地，所述散熱通道包括：設置在所述支撐件內的芯體接線腔室和開設在所述芯體蓋板上且與所述芯體接線腔室連通的氣孔，所述芯體接線腔室透過管道接頭與外部連通。
較佳地，所述芯體蓋板上設置有與所述能量感測器芯體匹配的圓周定位凸台，所述能量感測器芯體固定在由所述支撐件表面與所述圓周定位凸台共同形成的容納腔內。
較佳地，所述散熱通道包括：設置在所述芯體蓋板內的芯體接線腔室和開設在所述支撐件內且與所述芯體接線腔室連通的進氣腔室，所述進氣腔室透過管道接頭與外部連通。
較佳地，所述管道接頭安裝在所述支撐件的底部或側面。
較佳地，所述ED芯體保護裝置進一步包括底板，所述底板固定在所述支撐件底部並與所述支撐件共同形成進氣腔室，所述進氣腔室與所述芯體接線腔室和管道接頭分別連通。
較佳地，所述ED芯體保護裝置進一步包括氣腔蓋板，所述氣腔蓋板與所述芯體蓋板共同形成氣腔蓋板腔室，所述氣腔蓋板腔室與所述芯體接線腔室連通。
較佳地，所述能量感測器芯體由擋板支撐、固定在所述芯體蓋板上。
較佳地，所述ED芯體保護裝置進一步包括針孔板和針孔壓板，所述針孔壓板將所述針孔板壓設在所述芯體蓋板的錐形孔的底部。
較佳地，所述針孔板上針孔的孔徑小於等於100μm，且所述錐形孔的中心與所述針孔的中心對準。
較佳地，所述芯體蓋板底部設置有與所述針孔板相匹配的盲孔，該盲孔與所述錐形孔的底部連通。
較佳地，所述針孔壓板採用鋁或鋁合金製成，且所述鋁或鋁合金表面經過陽極發黑或黑色微弧氧化製程處理。
較佳地，所述錐形孔底部的圓孔的孔徑不大於3mm。
較佳地，所述ED芯體保護裝置進一步包括濾波片，所述濾波片設置在所述芯體蓋板表面。
較佳地，所述散熱通道內通有散熱氣體或者冷卻液體。
較佳地，所述ED芯體保護裝置進一步包括底板，所述底板固定在所述支撐件底部。
較佳地，所述散熱通道包括：所述底板與支撐件聯合形成的進氣腔室和設置在所述支撐件中的芯體接線腔室，其中，所述進氣腔室與所述芯體接線腔室之間透過開設在所述支撐件底部的複數通孔連通，所述進氣腔室透過管道接頭與外部連通，所述支撐件側面開設有複數排出孔，冷卻物質從所述管道接頭流入經所述進氣腔室和芯體接線腔室後，從支撐件側面的排出孔流出。
較佳地，所述支撐件、芯體蓋板和底板均採用鋁或鋁合金。
較佳地，所述鋁或鋁合金表面經過陽極發黑或黑色微弧氧化製程處理。
較佳地，所述溫度感測器安裝在所述芯體蓋板、支撐件或者底板上。
本發明進一步提供一種液晶螢幕光配向設備檢偏模組，包括所述的ED芯體保護裝置。
較佳地，所述ED芯體保護裝置設置有多組，分別固定在檢偏模組的安裝台和安裝柱上。
與習知技術相比，本發明具有以下優點：
1．ED芯體保護裝置內部設置有散熱通道，保證ED芯體在強光照射條件下迅速達到熱穩定狀態，提高測量效率及準確性；
2．本發明藉由芯體蓋板與針孔板的配合使用，使得透光面積減少，換用不同的針孔板可使透光面減少至直徑1mm及以下。
3．本發明藉由換用不同錐角的芯體蓋板，可提高一定入射角範圍內光照強度的測量準確性。
4．本發明的ED芯體保護裝置整體安裝，芯體蓋板和氣腔蓋板裝配均為由上往下操作，易於拆裝維護。
5．本發明中設置溫度感測器，可以即時掌握ED芯體的工作狀態。
6. 本發明的ED芯體保護裝置可以廣泛應用於強光照射、深紫外線或者高溫度工作情況的設備中。
為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合圖式對本發明的具體實施方式做詳細的說明。需說明的是，本發明圖式均採用簡化的形式且均使用非精准的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
如圖1和圖2所示，本發明的液晶螢幕光配向設備的檢偏模組100，包括：安裝柱105和安裝台104，所述安裝柱105和安裝台104上分別安裝有第一至第三ED芯體保護裝置101、102、103，所述第一至第三ED芯體保護裝置101、102、103在檢偏模組100中的位置不同，可以實現不同的功能，當然，為實現不同效果，可以對芯體保護裝置的內部結構進行調整，以更好的實現其各自的功能。雖然圖中示出三個ED芯體保護裝置，但本發明不限於此，可以根據實際需求改變ED芯體保護裝置的數目及設置位置，以對相應的ED芯體起到保護作用。
以下藉由具體實施例對本發明的ED芯體保護裝置進行詳細的敘述，於此領域之具有通常知識者應當理解，下述任一種ED芯體保護裝置均可應用於如圖1和圖2所示的液晶螢幕光配向設備的檢偏模組100。
實施例1
如圖3至圖5所示，本實施例的ED芯體保護裝置包括：管道接頭106、支撐件107、溫度感測器108、ED芯體109、芯體蓋板114、氣腔蓋板115和頂緊螺釘113。
繼續參照圖3至圖5，所述支撐件107上設置有芯體接線腔室118、出線孔和管道接頭安裝介面。具體地，所述管道接頭106透過該管道接頭安裝介面與所述支撐件107固接，從而將外部的壓縮氣體或者其它冷卻氣體通入到所述芯體接線腔室118中，所述ED芯體109設置在所述支撐件107表面，其上自帶有芯體保護塑膠殼體和保護玻璃。所述芯體蓋板114上設置有圓周定位凸台，該圓周定位凸台與設置在圓周定位凸台四周的頂緊螺釘113配合，對ED芯體109進行定位，進而使ED芯體109的中心與芯體蓋板114上的錐形孔中心對準，本實施例中，錐形孔中心與ED芯體109中心的對準偏差可以控制在0.1mm及以下，進而可以減小入射光範圍。
較佳的，為了減少透光面積，所述芯體蓋板114上的錐形孔底部的最小圓孔的直徑一般小於等於3mm，本實施例較佳為1mm直徑的圓孔。在強光照射條件下，即使芯體蓋板114的錐形孔底部採用1mm直徑的圓孔，打在ED芯體109上的能量仍然過大，會嚴重影響測量的準確性，因此，本實施例的ED芯體保護裝置進一步包括：位於錐形孔下方的針孔板110和用於壓緊所述針孔板110的第一針孔壓板111和第二針孔壓板112，所述針孔板110上開設的針孔的中心與所述錐形孔的中心對準，且所述針孔直徑小於等於100μm，如此可以進一步減小透光範圍。進一步的，所述芯體蓋板114的底部中心開設有盲孔，用於放置所述針孔板110，所述盲孔與所述錐形孔連通。
進一步的，所述芯體蓋板114中心的錐形孔的錐度可以在實際應用時，根據入射角的需求不同而選取，進而篩選出需要的入射角範圍的光線進行光強測量。同樣地，所述針孔板110也可以根據實際需要選擇使用。例如，如果僅需入射角小於45°光線的光強，則在芯體蓋板114上加工的錐形孔的錐角為90°，即錐形孔的軸線與ED芯體109的測量面的法向重合、錐形孔的錐頂與針孔的中心對準，且保證光線在打到ED芯體109之前經過的所有零件不對入射角≤45°的光線有所遮擋。
需說明的是，由於ED芯體保護裝置可能會根據實際使用需求，更換芯體蓋板114及針孔板110，因此，本實施例將ED芯體109、芯體蓋板114及氣腔蓋板115均設置成由上向下的安裝方式。藉由將氣腔蓋板115及芯體蓋板114透過內部螺釘116同時緊固在支撐件107上，再由螺釘緊固在安裝柱105上。
繼續參照圖3至圖5，所述溫度感測器108安裝在所述芯體蓋板114或者支撐件107的側面，用於即時掌握ED芯體109的工作狀態，防止其在不穩定狀態或非正常工作情況下繼續工作，而造成不必要的損失。
所述氣腔蓋板115安裝在所述芯體蓋板114的頂部。具體地，所述氣腔蓋板115和所述芯體蓋板114由內部螺釘116和外接螺釘117共同固定在所述支撐件107上。所述氣腔蓋板115可以阻擋一部分不需要的光照，同時配合芯體蓋板114形成氣腔蓋板腔室119，所述氣腔蓋板115中心進一步開設有圓孔。
較佳的，所述芯體蓋板114上進一步開設有複數氣孔，所述氣孔分別與所述芯體接線腔室118以及氣腔蓋板腔室119連通。也就是說，所述芯體接線腔室118、氣腔蓋板腔室119以及所述氣孔共同構成本實施例的ED芯體保護裝置中的散熱通道。散熱氣體從所述管道接頭106進入到芯體接線腔室118，再經由芯體蓋板114上的氣孔流入至氣腔蓋板腔室119中，最終由氣腔蓋板115中心圓孔噴出，實現對ED芯體保護裝置內部的所有結構實現散熱。
進一步的，本實施例的ED芯體保護裝置中，除所述管道接頭106、ED芯體109、針孔板110和溫度感測器108外，其它部件均採用熱導率較高的金屬材料加工而成，如鋁或鋁合金，以進一步提高裝置散熱能力；同時所述金屬經過表面發黑（陽極發黑或黑色微弧氧化）處理，以減少散雜光的產生。
綜上，本實施例的ED芯體保護裝置的優點如下：
1．ED芯體保護裝置內部設置有散熱通道，保證ED芯體109在強光照射條件下迅速達到熱穩定狀態，提高測量效率及準確性；
2．藉由芯體蓋板114與針孔板110的配合使用，使得透光面積減少，換用不同的針孔板110可使透光面減少至直徑1mm及以下。
3．藉由換用不同錐角的芯體蓋板114，可提高一定入射角範圍內光照強度的測量準確性。
4．ED芯體保護裝置整體安裝，芯體蓋板114和氣腔蓋板115裝配均為由上往下操作，易於拆裝維護。
5．設置溫度感測器108，可以即時掌握ED芯體109的工作狀態。
6. 本實施例的ED芯體保護裝置可以廣泛應用於強光照射、深紫外線或者高溫度工作情況的設備中。
實施例2
本實施例中與實施例1相同的部件具有相同的功能和/或構造，且以相同的圖式標記表示，在此不一一重複描述。本實施例與實施例1的主要區別點在於：ED芯體保護裝置內散熱通道的結構不同，下面將針對本實施例與實施例1的區別進行重點說明。
如圖6-7所示，本實施例的ED芯體保護裝置包括由上向下依序設置的氣腔蓋板115、芯體蓋板114和支撐件107，所述ED芯體109設置在所述芯體蓋板114中，並由與芯體蓋板114配合的第一擋板121、第二擋板122進行水準支撐；所述管道接頭106設置於所述支撐件107的側面，與設置在所述支撐件107內部的進氣腔室123連通；進一步的，所述芯體蓋板114中設置有與所述進氣腔室123連通的芯體接線腔室118。
因此，本實施例中的散熱氣體在散熱通道中的氣流走向為：壓縮氣體或者其他冷卻氣體透過所述管道接頭106進入到所述進氣腔室123中，並由進氣腔室123進入到所述芯體接線腔室118中，再由所述芯體接線腔室118進入到芯體蓋板114與氣腔蓋板115之間的所述氣腔蓋板腔室119中，最終由氣腔蓋板115中心圓孔噴出，實現對ED芯體保護裝置內部的所有結構實現散熱。由於本實施例增設了進氣腔室123，進而增大了散熱通道內部的氣腔體積，增強ED芯體保護裝置的散熱能力。
進一步的，如圖6-7所示，本實施例的ED芯體保護裝置進一步包括設置在芯體蓋板114與氣腔蓋板115之間的濾波片120，所述濾波片120可以根據實際需要選擇特定波長，過濾掉不關注的波長的光線，提高對特定波長光線的測量準確性。
實施例3
本實施例中與實施例1或2相同的部件具有相同的功能和/或構造，且以相同的圖式標記表示，在此不一一重複描述。本實施例與實施例1和2的主要區別點在於：ED芯體保護裝置內散熱通道的結構不同，下面將針對本實施例與實施例1和2的區別進行重點說明。
如圖8至圖10所示，本實施例的ED芯體保護裝置包括由上向下依序設置的芯體蓋板114、支撐件107和底板124，其中，所述ED芯體109設置在所述支撐件107表面並由所述芯體蓋板114固定，所述管道接頭106設置在所述底板124的底部，所述溫度感測器108安裝在所述底板124、支撐件107或者芯體蓋板114中任一個的側面。
所述ED芯體保護裝置的散熱通道包括：由所述底板124與支撐件107聯合形成的進氣腔室123，以及設置在所述支撐件107中的芯體接線腔室118，其中，所述進氣腔室123與所述芯體接線腔室118之間透過開設在所述支撐件107底部的複數通孔（見圖10）連通，可以確保ED芯體109底部的散熱均勻性。所述進氣腔室123透過管道接頭106與外部連通，所述支撐件107側面開設有複數排出孔，冷卻氣體從所述管道接頭106流入經所述進氣腔室123和芯體接線腔室118後，從支撐件107側面的排出孔流出。因此，由於進行了散熱設計，本實施例的ED芯體保護裝置的散熱性能明顯優於習知技術中的ED芯體保護裝置。
具體地，將實施例1和實施例3的ED芯體109置於整機相同工作情況下進行光強測量監測，由圖11可知：實施例3的ED芯體109測量數波動（光強最大值減最小值）約為0.122，ED芯體109測量約在第200個採集點處達到平衡穩定狀態。實施例1的測量數波動約為0.05，且ED芯體109測量平衡起始點約在第100個採集點處。因此，與實施例3相比，實施例1的ED芯體保護裝置，在強光照射環境下，可減少ED芯體109測量數值的波動範圍約60%，可縮短ED芯體109達到穩定工作狀態所需的時間近50%，實施例1的冷卻效果相比實施例3更佳。
實施例4
本實施例與實施例1至3的主要區別點在於：實施例1至3中採用冷卻氣體作為主要冷卻介質，本實施例中採用冷卻液體作為冷卻介質。
因此，本實施例在實施例1至3的基礎上，在支撐件107、芯體蓋板114及氣腔蓋板115等全部或部分零件上佈置水路或加工水道，在使用時通以冷卻液體來對ED感測器進行冷卻。
惟，以上所述者，僅為本發明之最佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所做之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧檢偏模組
101~103‧‧‧第一~第三ED芯體保護裝置
104‧‧‧安裝台
105‧‧‧安裝柱
106‧‧‧管道接頭
107‧‧‧支撐件
108‧‧‧溫度感測器
109‧‧‧ED芯體
110‧‧‧針孔板
111‧‧‧第一針孔壓板
112‧‧‧第二針孔壓板
113‧‧‧頂緊螺釘
114‧‧‧芯體蓋板
115‧‧‧氣腔蓋板
116‧‧‧內部螺釘
117‧‧‧外接螺釘
118‧‧‧芯體接線腔室
119‧‧‧氣腔蓋板腔室
120‧‧‧濾波片
121‧‧‧第一擋板
122‧‧‧第二擋板
123‧‧‧進氣腔室
124‧‧‧底板
圖1為本發明的液晶螢幕光配向設備檢偏模組的結構示意圖； 圖2為圖1的A-A面剖視圖； 圖3為本發明實施例1中ED芯體保護裝置的立體結構示意圖； 圖4為本發明實施例1中ED芯體保護裝置的組裝圖； 圖5為本發明實施例1中ED芯體保護裝置的剖面圖； 圖6為本發明實施例2中ED芯體保護裝置的立體結構示意圖； 圖7為本發明實施例2中ED芯體保護裝置的剖面圖； 圖8為本發明實施例3中ED芯體保護裝置的立體結構示意圖； 圖9為本發明實施例3中ED芯體保護裝置的剖面圖； 圖10為本發明實施例3中ED芯體保護裝置的組裝圖； 圖11為本發明實施例1和實施例3的ED芯體光強測量穩定趨勢圖。
Claims (22)
- 一種能量感測器芯體保護裝置，其包括：一支撐件、一芯體蓋板和用於檢測能量感測器芯體溫度的一溫度感測器，其中，該支撐件和該芯體蓋板共同形成用於容納和固定該能量感測器芯體的一安裝主體，該安裝主體內設置有一散熱通道，該芯體蓋板的中心開設有一錐形孔，且該錐形孔的中心與該能量感測器芯體的中心對準。
- 如申請專利範圍第1項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該散熱通道包括：設置在該支撐件內的一芯體接線腔室和開設在該芯體蓋板上且與該芯體接線腔室連通的一氣孔，該芯體接線腔室透過一管道接頭與外部連通。
- 如申請專利範圍第2項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該芯體蓋板上設置有與該能量感測器芯體匹配的一圓周定位凸台，該能量感測器芯體固定在由該支撐件表面與該圓周定位凸台共同形成的一容納腔內。
- 如申請專利範圍第1項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該散熱通道包括：設置在該芯體蓋板內的一芯體接線腔室和開設在該支撐件內且與該芯體接線腔室連通的一進氣腔室，該進氣腔室透過一管道接頭與外部連通。
- 如申請專利範圍第2或4項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該管道接頭安裝在該支撐件的底部或側面。
- 如申請專利範圍第2或4項所述的能量感測器芯體保護裝置，進一步包括一底板，該底板固定在該支撐件底部並與該支撐件共同形成該進氣腔室，該進氣腔室與該芯體接線腔室和該管道接頭分別連通。
- 如申請專利範圍第2或4項所述的能量感測器芯體保護裝置，進一步包括一氣腔蓋板，該氣腔蓋板與該芯體蓋板共同形成一氣腔蓋板腔室，該氣腔蓋板腔室與該芯體接線腔室連通。
- 如申請專利範圍第4項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該能量感測器芯體由一擋板支撐、固定在該芯體蓋板上。
- 如申請專利範圍第1項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，進一步包括針孔板和針孔壓板，該針孔壓板將該針孔板壓設在該芯體蓋板的該錐形孔的底部。
- 如申請專利範圍第9項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該針孔板上針孔的孔徑小於等於100μm，且該錐形孔的中心與該針孔的中心對準。
- 如申請專利範圍第9項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該芯體蓋板底部設置有與該針孔板相匹配的一盲孔，該盲孔與該錐形孔的底部連通。
- 如申請專利範圍第9項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該針孔壓板採用鋁或鋁合金製成，且該鋁或鋁合金表面經過陽極發黑或黑色微弧氧化製程處理。
- 如申請專利範圍第1項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該錐形孔底部一圓孔的孔徑不大於3mm。
- 如申請專利範圍第1項所述的能量感測器芯體保護裝置，進一步包括一濾波片，該濾波片設置在該芯體蓋板表面。
- 如申請專利範圍第1項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該散熱通道內通有散熱氣體或者冷卻液體。
- 如申請專利範圍第1項所述的能量感測器芯體保護裝置，進一步包括一底板，該底板固定在該支撐件底部。
- 如申請專利範圍第16項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該散熱通道包括：該底板與一支撐件聯合形成的一進氣腔室和設置在該支撐件中的一芯體接線腔室，其中，該進氣腔室與該芯體接線腔室之間透過開設在該支撐件底部的複數通孔連通，該進氣腔室透過一管道接頭與外部連通，該支撐件側面開設有複數排出孔，冷卻物質從該管道接頭流入經該進氣腔室和該芯體接線腔室後，從該支撐件側面的該複數排出孔流出。
- 如申請專利範圍第16項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該支撐件、該芯體蓋板和該底板均採用鋁或鋁合金。
- 如申請專利範圍第18項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該鋁或鋁合金表面經過陽極發黑或黑色微弧氧化製程處理。
- 如申請專利範圍第16項所述的能量感測器芯體保護裝置，其中，該溫度感測器安裝在該芯體蓋板、該支撐件或者該底板上。
- 一種液晶螢幕光配向設備檢偏模組，其包括如申請專利範圍第1至20任意一項所述的能量感測器芯體保護裝置。
- 如申請專利範圍第21項所述的液晶螢幕光配向設備檢偏模組，其中，係設有複數組的該能量感測器芯體保護裝置，且分別固定在該檢偏模組的一安裝台和一安裝柱上。
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