配置成用於將至少一個功能塗層沉積在眼鏡片上的真空處理系統的製作方法

2023-05-13 12:20:11

本實用新型涉及被配置成用於將至少一個功能塗層沉積在眼鏡片上的真空處理系統。

背景技術：

存在多種被配置成用於將至少一個功能塗層沉積在眼鏡片上的已知真空處理系統，這些系統包括一個處理機器(例如Leybold LH1104型)，該處理機器包括一個真空室和一個處理裝置，例如用於通過蒸發或通過等離子體進行處理；一個主泵，該主泵被配置成連接至該機器的真空室並且用於從該真空室抽吸氣體直至該真空室達到第一預定內部壓力；以及一個擴散泵，該擴散泵也被配置成連接至該機器的真空室並且用於從該真空室抽吸氣體直至該真空室達到低於該第一預定內部壓力的第二預定內部壓力。

這樣的擴散泵(例如Balzers DIF501型)包括一個具有底部部件和頂部部件的本體以及被布置在該本體的底部部件中的運動流體，例如油。該底部部件具體是旨在被加熱用於加熱並蒸發該運動流體的熱部件，並且該頂部部件具體是旨在被冷卻用於冷卻並冷凝該被加熱的運動流體的冷部件。

因此，這些系統進一步包括一個加熱裝置和一個冷卻裝置，該加熱裝置被配置成用於將存在於該擴散泵的本體的第一部分中的運動流體進行加熱並且該冷卻裝置被配置成用於冷卻這個本體的第二部分，被加熱的運動流體分子在該冷卻裝置中循環。

這樣的加熱裝置具有最大運行功率並且已知的處理系統一般將這樣的裝置以其最大功率來使用以便將運動流體加熱至最大溫度。這樣的裝置所消耗的電功率一般表示，在使用處理系統將功能塗層沉積在 眼鏡片上時該處理系統所消耗的總功率的一個重要部分。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種類似類型的、被配置成用於將至少一個功能塗層沉積在眼鏡片上的真空處理系統，該真空處理系統對於製造商並且對使用而言是特別簡單、方便且經濟的。

因此，本實用新型在於一種被配置成用於將至少一個功能塗層沉積在眼鏡片上的真空處理系統，該真空處理系統包括：

-一個擴散泵，該擴散泵具有一個本體，該本體包括被配置成被加熱的一個熱部件和被配置成被冷卻的一個冷部件；以及

-一個隔熱裝置，該隔熱裝置被安裝在所述擴散泵的所述本體的熱部件的大部分上、並且被配置成用於減少在所述熱部件與所述本體的外部環境之間的熱交換。

根據本實用新型的系統的、圍繞該熱部件而安裝的隔熱裝置使得在該擴散泵的本體的這個熱部件(又被稱為底部部件)的水平處熱量損失能夠明顯減少。

根據本實用新型的系統的隔熱裝置能夠通過將在該處理系統附近四處走動的維護作業人員的燒傷風險降到最低來使得該處理系統的周圍是安全的。

在此，該隔熱裝置可以由安裝在擴散泵的本體的熱部件的外壁上的隔熱氈片形成。

所述擴散泵優選地被配置成連接至所述系統的真空室並且優選地被配置成用於從所述真空室抽吸氣體直至所述真空室達到預定的內部壓力，所述擴散泵包括一個本體，該本體具有第一部分和第二部分，該第一部分位於所述熱部件中並且被配置成用於接納運動流體，該第二部分位於所述冷部件中並且是與所述第一部分分離的，所述系統進一步包括：

-一個加熱裝置，該加熱裝置被配置成用於將存在於所述本體的所述第一部分中的所述運動流體加熱，所述本體的所述第二部分被 配置成用於接納從所述被加熱的運動流體蒸發的分子並且將其冷卻，以及

-一個冷卻裝置，該冷卻裝置被配置成用於冷卻所述本體的所述第二部分，

並且該隔熱裝置優選地被安裝在所述第一部分的大部分上。

根據本實用新型的系統的、圍繞該熱部件的第一部分而安裝的隔熱裝置使得能夠明顯減少在這個第一部分的水平處的熱量損失。

對於該加熱裝置的相同或類似的最大功率而言，因此能夠在消耗較少能量的同時將該運動流體(一般呈油的形式)與上文所描述的現有技術系統相比更快地加熱至特定溫度和/或更容易將該流體維持在其特定溫度。

對於用於將該運動流體加熱至特定溫度的相同或類似時間段而言，根據本實用新型的處理系統還能夠使用具有比上文所描述的現有技術系統中所使用的更低的最大功率的加熱裝置。

應注意的是，該運動流體是液體並且優選地是油。

應注意的是，該運動流體的溫度表示該本體的第一部分中的內部溫度。

在此，該隔熱裝置可以由安裝在該熱部件的第一部分的外壁上的隔熱氈片形成。

根據本實用新型系統的優選、簡單、方便、且經濟的特徵：

-所述加熱裝置具有最大功率並且能夠將所述運動流體加熱至最大溫度，並且所述系統進一步包括一個調節裝置，該調節裝置被配置成用於控制並命令由所述加熱裝置遞送的加熱功率來將所述運動流體加熱至低於所述最大溫度的最佳溫度；

-所述調節裝置包括一個測量構件(例如，熱電偶)和一個控制與命令單元，該測量構件被容納在所述擴散泵的所述本體的所述第一部分內並且被配置成用於測量所述運動流體的溫度，該控制與命令單元包括多個系統元件，這些系統元件被配置成用於控制所述運動流體的所述溫度並且命令所述加熱功率；

-所述控制與命令單元的所述系統元件被進一步配置成：

-用於命令所述加熱裝置處於其最大功率，

-用於接收並儲存所述運動流體的最大溫度值，

-用於接收並儲存根據多個預定參數而採取的至少一個特徵，該至少一個特徵表示所述真空室的最小內部壓力，

-用於命令所述加熱裝置處於低於所述加熱裝置的最大功率的加熱功率，

-用於接收並儲存所述運動流體的溫度值，

-用於接收並儲存根據所述預定參數而採取的至少一個特徵，該至少一個特徵表示所述真空室的內部壓力，

所述控制與命令單元的所述系統元件被進一步配置成用於命令所述加熱裝置處於低於其最大功率的加熱功率直至達到所述擴散泵對所述真空室中氣體的泵送效率損失，並且用於從其中推斷出所述運動流體的臨界溫度；

-所述擴散泵對所述真空室中氣體的所述泵送效率損失表示所述真空室內的、高於預定閾值的內部壓力，該閾值可以例如對應於當該流體以該加熱裝置的最大功率被加熱時所獲得的內部壓力，或者該泵送效率損失表示高於這個預定閾值的壓力變化，這可以例如表達為當該流體以該最大功率被加熱時所獲得的內部壓力的百分比；

-所述控制與命令單元的所述系統元件被進一步配置成用於從所述臨界溫度來確定所述最佳溫度，所述最佳溫度優選地至少高於該臨界溫度；

-所述臨界溫度是恰在達到所述泵送效率損失前接收到的所述運動流體的溫度並且所述最佳溫度在以下範圍內：[臨界溫度+5°；臨界溫度+15°]；

-所述系統進一步包括一個注氣裝置，該注氣裝置被配置成連接至所述系統的所述真空室並且被配置成用於將氣體(優選地氧氣)以特定的流速注入所述真空室中，並且所述預定參數對應於所述氣體流速；

-所述系統包括所述真空室以及至少一個處理裝置，例如用於通過蒸發和/或通過等離子體進行處理；和/或

-所述系統被配置成用於將至少一個抗劃傷和/或減反射塗層沉積在眼鏡片上。

附圖說明

接下來以通過非限制性圖示的方式並且參考附圖在下文給出的一個實施例的描述來繼續對本實用新型進行披露，在附圖中：

-圖1根據本實用新型的、被配置成用於將至少一個功能塗層沉積在眼鏡片上的真空處理系統的局部圖形表示；

-圖2是圖1系統的子系統的圖形表示，該子系統由與加熱裝置和與冷卻裝置相關聯的擴散泵形成；並且

-圖3和圖4是框圖，展示了圖1和圖2中所示的系統及其子系統的操作中的各個步驟。

具體實施方式

圖1示出了被配置成用於將至少一個功能塗層3沉積在眼鏡片2上的真空處理系統1。

在此，系統1被配置成用於將抗劃傷/或減反射塗層3沉積在眼鏡片2的至少一面上。

系統1包括真空室4、連接至真空室4的真空泵5(又被稱為主泵)、同樣連接至真空室4的擴散泵6(也被稱為輔助泵)、同樣連接至真空室4的注氣裝置7、以及控制與命令單元8。

系統1進一步包括將真空室4連接至注氣裝置7的入口迴路20、將真空室4連接至真空泵5的主出口迴路22、以及將真空室4連接至擴散泵6的輔助出口迴路21。

系統1還包括在此由均直接連接至真空室4的等離子體發生器12和蒸發裝置13形成的一個或多個處理裝置。

等離子體發生器12和蒸發裝置13總體上與真空室4鄰接或者被 布置在其內部空間10中。

真空室4包括一個可移動或可移除的門11並且包括內部空間10，該內部空間被配置成用於接收一個或多個處理的眼鏡片2、或者甚至用於直接接收一副包含鏡片和鏡架在內的眼鏡。

真空室4進一步包括連接至入口迴路20的入口孔口14、連接至主出口迴路22上的主出口孔口16、以及連接至輔助出口迴路21上的輔助出口孔口15。

系統1進一步包括經由第一分支點24連接至主出口迴路22的第一壓力傳感器26以及經由第二分支點23連接至輔助出口迴路21上的第二壓力傳感器25。

真空泵5被配置成用於從真空室4抽吸氣體直至該真空室達到內部壓力P，該內部壓力優選地等於或小於第一預定閾值S1。

真空泵5經由入口孔口(未示出)並且還經由出口孔口(未示出)連接至主出口迴路22，這樣使得這個主出口迴路22穿過真空泵5。

在此，真空泵5連接至一個閥(未示出)，該閥安裝在主出口迴路22上、在第一分支點24與其入口孔口之間。

真空泵5還連接至過濾器裝置(未示出)，該過濾器裝置經由這個過濾器裝置的入口孔口和排放孔口連接至主出口迴路22。

在此，運動流體類型(例如，油類型)的擴散泵6被配置成用於接替真空泵4並且因此用於從真空室4抽吸氣體直至該真空室達到內部壓力P，該內部壓力優選地等於或低於比第一預定閾值S1更低的第二預定閾值S2。

擴散泵6連接至一個閥(未示出)，該閥安裝在輔助出口迴路21上、在第二分支點23與其入口孔口之間。

系統1進一步包括被配置成用於加熱並蒸發運動流體的加熱裝置30、以及被配置成用於冷卻擴散泵6並且因此將油蒸氣與從真空室4中抽吸的氣體分離的冷卻裝置31(如在下文中更詳細地解釋)。

加熱裝置30具有用於加熱運動流體9的最大功率Pmax。

系統1還包括調節裝置32，該調節裝置被配置成用於控制並命令 由加熱裝置32遞送的加熱功率P來加熱運動流體。

在此，擴散泵6經由中間迴路19也連接至真空泵5。因此，能夠關上輔助出口迴路21與連接至其上的第二壓力傳感器25而僅使用主出口迴路22和經由中間迴路19連接至其上的第一壓力傳感器26。

注氣裝置7被配置成用於將氣體(在此是氧氣)以預定流速注入真空室4中。

控制與命令單元8包括多個系統元件，這些系統元件被配置成用於控制、命令以下各項並且與之交換數據：真空泵5、擴散泵6、注氣裝置7、這個或這些處理裝置12和13、第一壓力傳感器25和第二壓力傳感器26、與擴散泵6相關聯的加熱裝置30和冷卻裝置31、以及調節裝置32。

控制與命令單元8包括一個包含微處理器40的數據處理系統，該微處理器裝配有存儲器41、尤其是非易失性存儲器，從而使得它能夠加載並儲存軟體(換言之，電腦程式)，當該電腦程式在微處理器40中執行時通過使用處理系統1來執行真空處理過程。

這個非易失性存儲器41例如是ROM(「只讀存儲器」)類型。

單元8進一步包括存儲器42、尤其是易失性存儲器，以用於在軟體執行和方法實施過程中儲存數據。

這個易失性存儲器42例如是RAM(隨機存取存儲器)或EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)類型。

單元8進一步包括被配置成用於與該數據處理系統通信的通信接口。

該通信接口在此由圖形用戶界面43和鍵盤44形成。

圖2更詳細地示出了與加熱裝置30和冷卻裝置31相關聯的擴散泵6，這整個形成了處理系統1的子系統。

擴散泵6包括一個總體上圓柱形的本體34，該本體限定內部空間17並且具有熱部件或底部部件27以及冷部件或頂部部件28。

本體34包括在熱部件27中的第一部分35以及在冷部件28中並且與該第一部件35分離的第二部分36。

第一部分35是由圓柱形側壁39和底壁49界定的並且被配置成用於接納運動流體9(在此是油)。

第二部分36是由與圓柱形側壁39一致的圓柱形側壁38並且由頂壁50界定的。

在此，第一部分35與第二部分36之間的分隔由虛線47表示。

擴散泵6進一步包括用於使運動流體9循環的裝置，該裝置在此包括多個錐形壁45，這些錐形壁產生內部空間46並且在其上端處形成多個噴嘴、或風口48。

在此，加熱裝置30被布置在本體34的底壁49下方並且被配置成用於將存在於本體34的第一部分35中的運動流體9加熱至特定的最佳溫度Topt。

最佳溫度Topt表示本體34的內部溫度並且在此具體是表示其第一部分35中的內部溫度。

調節裝置32包括測量裝置18(例如，熱電偶)，該測量裝置在此被容納在本體34的第一部分35內、在其底壁49附近並且被配置成用於測量運動流體9的溫度和/或本體34的內部溫度。

系統1進一步包括隔熱裝置33，該隔熱裝置在此由安裝在圓柱形側壁39的外部輪廓37的所有部分或至少大部分上的絕緣氈片、或甚至擴散泵6的本體34的底壁49形成。

圍繞第一部分35安裝的隔熱裝置33能夠明顯地減少在擴散泵6的本體34的這個第一、底部、和/或熱部分35的水平處的熱量損失。

隔熱裝置33還能夠通過將在處理系統1附近四處走動的維護作業人員的燒傷風險降到最低來使得處理系統1並且尤其是擴散泵6的周圍是安全的。

運動流體9因此被高效且安全地加熱直至它蒸發，其中蒸氣分子穿過由這些錐形壁45形成的內部空間46，此後它們在噴嘴48的水平處、以被引導朝向本體34的圓柱形側壁38的射流的形式被排放至第二部分36中，來自真空室4的氣體擴散至該第二部分中。

冷卻裝置31被布置成圍繞本體34的圓柱形側壁38並且被配置成 用於冷卻第二部分36。

油蒸氣與來自真空室4的氣體的混合物與本體34的圓柱形側壁38相接觸並且被分餾。

油9冷凝並且落回至本體34的第一部分35中，同時這些氣體被引導朝向排放至將真空泵5連接至擴散泵6上的中間迴路19之中的噴嘴(未示出)、有待排放至外部。

接下來將參照圖3和圖4來描述真空處理系統1的操作。

在步驟100中，系統1的使用者打開真空室4的門11並且向其中引入有待塗覆的眼鏡片2或替代地一副眼鏡(包括鏡架)。關閉門11。

使用者接著運行對眼鏡片2塗覆至少一個預定塗層(例如抗劃傷塗層和/或減反射塗層3)的處理程序。

系統1的控制與命令單元8控制並命令該處理的這些步驟。

在這個步驟101中，命令注氣裝置7將氣體以對應於該處理方法的預定參數的特定流速注入真空室4中。

在尤其在溫度和壓力方面的預定條件下，氣體流速例如可以大約30sccm或100sccm(標準立方米每分鐘)。

在步驟102中，命令真空泵5經由主出口迴路22來從真空室4中抽吸氣體。

當真空泵5運行時，控制與命令單元8通過使用壓力傳感器26來測量真空室4的內部壓力Pch、並且將所測量的壓力值與第一預定閾值S1進行比較。

當真空室4中的內部壓力Pch低於這個第一預定閾值S1時，真空泵5停止。

在此，第一預定閾值S1對應於所謂的啟動壓力，例如在10-3mBar與10-2mBar之間、例如等於大致7.10-2mBar。

在步驟103中，命令擴散泵6接替真空泵5來經由輔助出口迴路21從真空室4抽吸氣體。

被配置成用於控制並命令所遞送的加熱功率的調節裝置32命令加熱裝置30在特定壓力P下將運動流體9加熱至特定最佳溫度Topt。

運動流體9的加熱功率P和溫度因此被控制與命令單元8控制。

應注意的是，加熱裝置30具有最大功率Pmax並且在此能夠將運動流體9加熱至最大溫度Tmax，並且在此調節裝置32被配置成用於控制並命令由加熱裝置32遞送的加熱功率P來將運動流體9加熱至低於該最大溫度Tmax的最佳溫度Topt。

可替代地，調節裝置32命令加熱裝置30遞送其最大功率Pmax並且因此將運動流體9加熱至該最大溫度Tmax。

應注意的是，絕緣氈片33有利地能夠快速地加熱運動流體9並且容易地將該流體維持在其特定溫度、同時消耗極少的能量(因為可以減少必要的加熱功率和/或加熱時間)。

當真空泵6運行時，控制與命令單元8通過使用壓力傳感器25來測量真空室4的內部壓力Pch、並且將所測量的壓力值與低於第一預定閾值S1的第二預定閾值S2進行比較。

當真空室4中的內部壓力Pch低於第二預定閾值S2時，擴散泵6停止。注氣裝置7也被停止。

第二預定閾值S2在此對應於所謂的處理壓力、例如在大致10-6mBar與大致10-4mBar之間、優選地在3×10-5mBar與大致1.5×10-4mBar之間。

在步驟104中，使用尤其時間和功率方面的預定參數，根據有待沉積在鏡片2上的功能塗層3來控制處理裝置12、13。

接著進行將真空室4通風以使其中的內部壓力Pch回到大氣壓力的步驟105。

在使真空室4中的壓力Pch再平衡的這個步驟之前，可以命令真空泵5經由主出口迴路22來抽吸該處理過程中在真空室4所排出的這些氣體。在這些氣體被排放至外部之前可以通過該過濾器裝置(未示出)進行過濾。

這終止了處理鏡片2的過程並且在步驟106中，系統1的使用者可以打開真空室4的門11以便從中取出經處理的鏡片2。

接下來參照圖4來描述確定被加熱的運動流體9的最佳溫度Topt 的方法。

在步驟200中，控制與命令單元8的系統元件被配置成用於命令加熱裝置30處於其最大功率。

在步驟201中，運動流體9的最大溫度值Tmax是由測量裝置18測量的，該測量裝置在此採用了被布置在擴散泵6的本體34中的熱電偶的形式。控制與命令單元8的這些系統元件因此被配置成用於接收並且儲存這個最大溫度值Tmax。

在步驟202中，真空室4中的內部壓力值Pch是由壓力傳感器25根據這些預定參數(尤其是用於將注氣真空室4中的裝置7所供應的氧氣流速值)而測量的。控制與命令單元8的這些系統元件因此被配置成用於接收並儲存真空室4中的內部壓力Pch的這個值。

在步驟203中，調節裝置32命令加熱裝置30處於低於其最大功率Pmax的加熱功率Pi。

在步驟204中，運動流體9的溫度Ti的值是由測量單元18測量的。控制與命令單元8的這些系統元件因此被配置成用於接收並儲存這個溫度值Ti。

此外，在步驟205中，真空室4中的內部壓力Pi-ch的值是由壓力傳感器25在相同的預定參數下測量的。控制與命令單元8的這些系統元件因此被配置成用於接收並且儲存真空室4中的內部壓力Pi-ch的這個值。

在步驟206中，控制與命令單元8的這些系統元件被進一步配置成用於接收例如與壓力值或壓力變化(被表述為百分比)相對應的預定閾值Ps。

在步驟207中，將真空室4中的內部壓力Pi-ch的測量值與預定閾值Ps進行比較。

預定閾值Ps可以例如對應於當流體以擴散泵6的最大功率Pmax被加熱時所獲得的內部壓力Pch、或者對應於被表達為當流體9以擴散泵6的最大功率Pmax被加熱時獲得的內部壓力P的百分比的一個壓力變化。

應注意的是，控制與命令單元8的這些系統元件在此被配置成用於命令加熱裝置30處於低於其最大功率Pmax的加熱功率Pi直至達到擴散泵6對真空室4中氣體的泵送效率損失。

擴散泵6對真空室4中的氣體的泵送效率損失表示真空室4內、高於預定閾值Ps的內部壓力。

在此，如果內部壓力Pi-ch的測量值低於或等於預定閾值Ps，則該方法返回至步驟203並且調節裝置32以甚至更低的加熱功率Pi(Pi<Pi-1<Pmax)來命令加熱裝置30。

測量運動流體9的溫度Ti和內部壓力Pi-ch的新值(在步驟204和205中)並且進行新的比較(在步驟207中)直至內部壓力Pi-ch的測量值高於預定閾值Ps。

當內部壓力Pi-ch的測量值高於預定閾值Ps時，控制與命令單元8的這些系統元件在步驟208中被配置成用於推斷運動流體9的臨界溫度Tc是等於真空室4中流體9的溫度Ti的最後測量值。

在步驟209中，最佳溫度Topt是根據已經推斷的臨界溫度Tc來確定的。

最佳溫度Topt優選地至少高於臨界溫度Tc；更確切地說，臨界溫度Tc是恰在達到該泵送效率損失前接收到的運動流體9的溫度並且最佳溫度Topt在以下範圍內：[Tc+5°；Tc+15°]。

更一般來講，應指出的是，本實用新型不局限於所描述和所示的這些實例。