CN103673897B - 垫料高度测量机自动补正方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垫料高度测量机自动补正方法及系统，该方法包括：S1、在垫料高度测量机的机台或外框开设载物孔，在载物孔中安装补正样片；S2、使用垫料高度测量机的探头对补正样片进行拍摄，并选择标准图像；S3、调节探头电流，使得探头拍摄图像的亮度和灰阶与标准图像匹配。实施本发明，对垫料高度测量机的检测光源进行补正，使得光源的亮度更为稳定，从而保证了垫料高度测量机的测量准确性与检测结果的稳定性；另外通过调节电流可以延长检测光源的使用寿命。

Description

垫料高度测量机自动补正方法及系统

技术领域

本发明涉及液晶显示器生产技术，更具体地说，涉及一种垫料高度测量机自动补正方法及系统。

背景技术

在液晶显示器的生产过程中，垫料高度测量机是TFT-LCD制程重要的光学量测机台，主要用于量测TFT基板与CF基板之间支撑物高度、线宽以及重叠情况等。垫料高度测量机的基本原理是利用白光干涉，从一个光源照射进入的光，分成两条经过不同路线的光束，一条经反射镜反射，另一条经要测物体的反射；两条反射光束相互产生干这涉，以干涉波纹的差异来测量物体的高度。实际生产中，其光源为LED灯，LED灯的衰减或是品质问题或稳定性差，会导致发出的光亮度变异。亮度变异将会引起量测不稳定或者重大异常，从而无法正确反映产品真实特性，甚至误判制程设备异常，造成重大生产异常。

所以，为了提高量测的稳定性，减少LED亮度变异造成的量测变异，需要建立一个针对LED亮度进行自动补正的方法和系统。

发明内容

本发明要解决的问题是，针对现有的垫料高度测量机的探测光源的亮度变异会造成量测的误差，提供一种垫料高度测量机自动补正方法和系统，以克服上述的缺陷。

本发明所提供的垫料高度测量机自动补正方法，包括以下的步骤：

S1、在垫料高度测量机的机台或外框开设载物孔，在载物孔中安装补正样片；

S2、使用垫料高度测量机的探头对补正样片进行拍摄，并选择标准图像；

S3、通过调节探头电流以调节探头拍摄图像的亮度和灰阶，使得探头拍摄图像的亮度和灰阶与标准图像匹配。

本发明的垫料高度测量机自动补正方法，步骤S1中，载物孔长度为1.5厘米至2.5厘米，宽度为1.5厘米至2.5厘米，深度为0.08厘米至0.12厘米。

本发明的垫料高度测量机自动补正方法，步骤S1中，补正样片在载物孔后内的安装高度低于机台的台面。

本发明的垫料高度测量机自动补正方法，其中步骤S2中，获取标准图像的步骤还包括：

调节探头的光源电流以调节探头获取的图像画质，当探头获取图像无斑纹且亮度最大时，判断探头获取的图像为标准图像。

本发明的垫料高度测量机自动补正方法，还包括以下步骤：

S0、当进行手动补正的时候，在垫料高度测量机空闲时停止进料；当进行定时补正的时候，设定补正时间，并在达到补正时间时检测当前垫料高度测量机是否处于空闲状态，在垫料高度测量机空闲时停止进料。

本发明还提供一种垫料高度测量机自动补正系统，包括用于放置检测样品的机台和围绕在机台外周的外框，还包括平行的设置在外框两侧的导轨，垫料高度测量机自动补正系统还包括可滑动的安装在导轨上的检测架和多个可滑动的安装在检测架上的探头，每个探头包括探测光源；

机台上或者外框开设有载物孔，在载物孔中安装有补正样片；垫料高度测量机自动补正系统还包括与探头连接，用于对补正样片进行拍摄，并选择标准图像的标准图像获取模块；以及与探头及标准图像获取模块连接，用于调节探头的电流，进而调节探头拍摄图像的亮度和灰阶，使得探头拍摄图像亮度和灰阶与标准图像匹配的标准图像匹配模块，。

本发明的垫料高度测量机自动补正系统，载物孔长度为1.5厘米至2.5厘米，宽度为1.5厘米至2.5厘米，深度为0.08厘米至0.12厘米。

本发明的垫料高度测量机自动补正系统，补正样片在载物孔内的安装高度低于机台的台面。

本发明的垫料高度测量机自动补正系统，标准图像获取模块调节探头的光源电流，当探头获取图像无斑纹且亮度最大时，判断探头获取的图像为标准图像。

本发明的垫料高度测量机自动补正系统，还包括与垫料高度测量机连接的补正模式选择组件，

当补正模式选择组件进行手动补正的时候，在垫料高度测量机空闲时停止进料；当补正模式选择组件进行定时补正的时候，设定补正时间，并在达到补正时间时检测当前垫料高度测量机是否处于空闲状态，在垫料高度测量机空闲时停止进料。

实施本发明的垫料高度测量机自动补正方法及系统，对垫料高度测量机的检测光源进行补正，使得光源的亮度更为稳定，从而保证了垫料高度测量机的测量准确性与检测结果的稳定性；另外通过调节电流可以延长检测光源的使用寿命。

附图说明

以下结合附图对本发明进行详细说明，其中：

图1为现有的垫料高度测量机的结构示意图；

图2为本发明一则优选实施例所提供的垫料高度测量机的结构示意图；

图3为本发明一则优选实施例所提供的垫料高度测量机自动补正方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示为现有的垫料高度测量机的结构示意图。垫料高度测量机包括一个用于承接检测样品的机台120，通常机台120上设置有真空吸附装置，通过真空吸附装置将放置在机台120上的待检测样品固定，避免在后续的干涉光检测过程中出现检测样品的位移，影响检测结果；机台120的外框110两侧设置有平行的导轨300，检测架200沿导轨300滑动，检测架200上还设置有多个可滑动的探头400，探头400的滑动方向与检测架200沿导轨300滑动方向相垂直，使得探头400能够检测到机台120表面的各个位置；每个探头400上设有探测光源，该探测光源优选为LED。检测的时候，检测人员将待检测的基片放置在机台120上，机台120承载并固定待检测样品，检测架200沿导轨300滑动到预定的位置上。然后由具有干涉性的探测光，例如白光LED经过分光后的两束光线入射到基片上，基片反射的光线由探头400接收，经过检测分析探头400所接收到的图像，就可以知道基片上的垫料是否符合生产需要。

由于这种检测方式依赖探测光的稳定性，一旦探测光出现不稳定，例如白光LED的电路改变，出现老化等问题，干涉测量的结果就会不准确。为了将光源不稳定所带来的测量影响降至最小，提供如图2所示的本发明的一则实施例，在现有的垫料高度测量机的结构上对机台120以及机台附近的结构进行改进。在机台120或者机台120的外侧开设载物孔130，载物孔130的位置一般根据探头400的数量进行改变：当检测架200上的探头400数量多于1个的时候，在机台120的正中位置开设载物孔130；当检测架200上只有1个探头400的时候，则在机台120的外侧，例如外框110上开设载物孔130。

载物孔130通常开设成矩形孔，例如尺寸为长度为1.5厘米至2.5厘米，宽度为1.5厘米至2.5厘米，深度为0.08厘米至0.12厘米，优选使用2cm×2cm×0.1cm的盲孔。然后将样片切割成与载物孔130相匹配的大小，作为补正样片；在切割的时候需要保证补正样片的厚度小于载物孔130的深度，将补正样片放入载物孔130之后能够保证补正样片不会高于机台120的台面。

对于放入到载物孔130的补正样片，需要用粘性材料将其固定在载物孔130内，必须保证其稳定性，补正样片的位置不可出现±2μm以上的变异。以避免后续的校正过程的准确性。

当放置好补正样片之后，通过与探头400连接的标准图像获取模块来得到用于作为补正标准的标准图像：通过移动检测架200，将探头400依次对准补正样片，对各个探头400进行亮度的调节，调节的过程如下：从最低电流开始向高电流调节，以逐渐增大探头400上的探测光源的亮度，并用探头400采集实时的补正样片的图像，通过增大通入的电流强度，逐渐增加探测光源的亮度，直到采集得到的补正样片图像恰好不出现斑纹为止。由标准图像获取模块获取当前记录下的每个探头400测量的图像，通过图像处理技术，分析图像的亮度、灰阶等参数，并选择任意一个作为标准图像，记录这个标准图像的亮度L0、灰阶Y0；若只有一个探头，选其采集的图像做标准图像。当选好标准图像之后，以后进行光源补正时直接利用该图像即可。

与探头400以及标准图像获取模块分别连接的标准图像匹配模块利用这个标准图像进行光源的调整：将探头400光源进行从低电流逐渐到高电流的调节，直至使其测量的图像与上述的标准图像一致，即探测到的图像亮度等于L0，同时灰阶为Y0；并记录当前各电流值，分别为I1、I2、I3、…In。其中n为探头400个数，将这些电流值设定为对应探头光源的电流值。

特别的，当垫料高度测量机上只设置有1个探头400的时候，只要记录单一的探头400的光源的电流值即可。

一般的，标准图像获取模块和标准图像匹配模块集成在与垫料高度测量机相连接的计算机中或者在垫料高度测量机中安装相关的逻辑电路、芯片等以实现标准图像的获取和匹配。

设定好所有的探头400上的光源电流之后，就可以进行检测样品的垫料高度。由于此时探头400上的光源已经设置成最佳的状态，其获得的检测结果的准确性最高。同时，通入到光源的电流值分别为I1、I2、I3、…In时，对应的电流值最适合光源工作，从而避免了因电流值不佳造成的对光源的损害，进而延长了光源的工作寿命。

较佳的，该垫料高度测量机自动补正系统还包括一个补正模式选择组件，用于使自动补正系统在手动补正和定时补正两种模式下进行自动补正的程序。当垫料高度测量机自动补正系统的模式选择组件切换到手动模式时，检测人员在垫料高度测量机空闲的时候启动自动补正程序，此时垫料高度测量机停止进料，防止产品进入到垫料高度测量机，影响自动补正的结果。

当补正模式选择组件切换到定时补正时，需要预先设定时间，当到了设定的时间的时候，检测当前的垫料高度测量机是否在工作，若仍处在工作的状态就等待垫料高度测量机切换到空闲状态，在空闲状态下垫料高度测量机停止进料，防止产品进入到垫料高度测量机，影响自动补正的结果。例如，每个生产周期结束后都需要进行机器的维护检修，再重新进行新的生产周期前，预先进行一次垫料高度测量机的自动补正流程，以消除在机器维护检修期间对于垫料高度测量机的生产参数的影响。

一般的，补正模式选择组件集成在计算机内，该计算机与垫料高度测量机通信连接。由探头400获得的图像发送到标准图像获取模块和标准图像匹配模块中进行分析处理。经过分析得到的标准图像及其相关的亮度、灰阶信息保存在计算机的储存空间中，等待后续对所有的探头光源进行补正时，利用保存在储存空间中的标准图像进行对比校正。

如图3为本发明一则优选实施例所提供的垫料高度测量机自动补正方法的流程图。首先在步骤S1，在现有的垫料高度测量机的机台正中或者机台的外侧开设载物孔，载物孔长度为1.5厘米至2.5厘米，宽度为1.5厘米至2.5厘米，深度为0.08厘米至0.12厘米，优选为2cm×2cm×0.1cm的矩形孔；载物孔用于承载补正样片，并且补正样片的厚度需要小于载物孔的深度，使得补正样片放入载物孔之后保持补正样片不会超出机台的平面高度。对于放入到载物孔的补正样片，需要用粘性材料将其固定在载物孔内，必须保证其稳定性，补正样片的位置不可出现±2μm以上的变异。以避免影响后续的校正过程的准确性。

安装好补正样片之后，进行步骤S2，所有的探头分别对补正样片进行拍摄，在拍摄的过程中不断从低开始逐渐提高光源的亮度，直到探头采集的图像恰好不出现斑纹为止。通过图像处理技术，分析这些探头获得的图像的亮度、灰阶等参数，并任意地选择一个作为标准图像，记录标准图像的亮度L0、灰阶Y0；若只有垫料高度测量机仅设有一个探头，选其采集的图像做标准图像。

然后在步骤S3，利用前一步骤中获得的标准图像进行校准，将所有的探头400光源进行电流调节，直至使其测量的图像与上述的标准图像一致，通常是通过比较图像的亮度、灰阶来确定是否已经将探头调节至最佳；并设定为该探头光源的电流值。特别的，当只有1个探头的时候，只要记录单一的探头的光源的电流值即可。

较佳的，本发明的垫料高度测量机的测量可以通过检测人员手动开启补正流程，也可以由垫料高度测量机在仪器空闲的时候进行日常的自主检测。在步骤S0启动手动检测程序，在手动检测的情况下，检测人员在垫料高度测量机空闲的时候启动自动补正程序，此时垫料高度测量机停止进料，防止产品进入到垫料高度测量机，影响自动补正的结果。然后再进入步骤S1。当完成所有的探头的自动补正后才恢复垫料高度测量机的正常工作。

另外，垫料高度测量机也可以采用定时自启动检测的方式。在步骤S0启动定时自动补正的程序，在这个程序下需要由操作人员预先设定好启动时间，然后到达设定的时间点之后，垫料高度测量机检测当前的仪器是否空闲，若此时仪器仍在工作中，则等待垫料高度测量机进入空闲状态，此时垫料高度测量机停止进料，防止待检测的产品进入到垫料高度测量机，影响自动补正的结果。完成步骤S0后再进入步骤S1。一般的，设定在每个生产周期开始前，对垫料高度测量机进行一次自动补正。

以上仅为本发明具体实施方式，不能以此来限定本发明的范围，本技术领域内的一般技术人员根据本创作所作的均等变化，以及本领域内技术人员熟知的改变，都应仍属本发明涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种垫料高度测量机自动补正方法，其特征在于，用于一种垫料高度测量机自动补正系统，所述垫料高度测量机自动补正系统包括用于放置检测样品的机台和围绕在所述机台外周的外框、平行的设置在所述外框两侧的导轨、可滑动的安装在所述导轨上的检测架以及多个可滑动的安装在所述检测架上的探头，每个所述探头包括探测光源；所述机台上或者所述外框上开设有载物孔，在所述载物孔中安装有补正样片；所述垫料高度测量机自动补正系统还包括与所述探头连接的标准图像获取模块、与所述探头及标准图像获取模块连接的标准图像匹配模块以及与垫料高度测量机连接、用于选择手动补正模式或定时补正模式的补正模式选择组件；所述标准图像获取模块包括电流调节组件，所述垫料高度测量机自动补正方法包括以下的步骤：

S1、在垫料高度测量机的机台或外框上开设载物孔，在载物孔中安装补正样片，并用粘性材料将所述补正样片固定在载物孔内，所述补正样片的位置不可出现±2um以上的变异；

S2、使用垫料高度测量机的探头对补正样片进行拍摄，获取标准图像，包括：移动检测架，将探头依次对准补正样片，利用电流调节组件调节探头光源的电流以调节探头获取的图像画质，当探头获取图像无斑纹且亮度最大时，判断探头获取的图像为标准图像，此时，由标准图像获取模块记录当前探头获取的标准图像，并通过图像处理技术，分析、记录所述标准图像的亮度和灰阶；

S3、标准图像匹配模块利用所述标准图像进行光源的调整：通过电流调节组件调节探头电流以调节探头拍摄图像的亮度和灰阶，使得探头拍摄图像的亮度和灰阶与标准图像匹配，并记录当前各个探头光源的电流值，将这些电流值设定为对应探头光源的电流值；

S4、利用设定好的各个探头光源对应的电流值检测样品的垫料高度。

2.根据权利要求1所述的垫料高度测量机自动补正方法，其特征在于，所述步骤S1中，载物孔长度为1.5厘米至2.5厘米，宽度为1.5厘米至2.5厘米，深度为0.08厘米至0.12厘米。

3.根据权利要求1所述的垫料高度测量机自动补正方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述补正样片在所述载物孔内的安装高度低于所述机台的台面。

4.根据权利要求1所述的垫料高度测量机自动补正方法，其特征在于，还包括以下步骤：

S0、当进行手动补正的时候，在垫料高度测量机空闲时停止进料；当进行定时补正的时候，设定补正时间，并在达到补正时间时检测当前垫料高度测量机是否处于空闲状态，在垫料高度测量机空闲时停止进料。