CN103676244A - 一种检测隔垫物的方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测隔垫物的方法、系统及装置，其中的方法包括：多个子光源在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线，红外线照射在隔垫物上；分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像；对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强；对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。利用红外测距原理对隔垫物进行红外线扫描，将不同位置隔垫物反射的红外线进行拼图形成全彩膜基板的红外图像。该方法有利于对隔垫物盒厚进行测量，根据隔垫物测量的数据对液晶滴注机进行调整，可以更好地控制盒厚，提高液晶屏幕显示效果。

Description

一种检测隔垫物的方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种检测隔垫物的方法、系统及装置。

背景技术

液晶显示器是常用的平板显示器，其中薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)是液晶显示器中的主流产品。TFT-LCD通常包括对盒设置的阵列基板（TFT基板）和彩膜基板（CF基板），在阵列基板和彩膜基板之间填充有液晶层。同时在阵列基板和彩膜基板之间还设置有隔垫物，隔垫物将对阵列基板和彩膜基板起到支撑盒厚的作用。隔垫物是液晶显示器的重要部件，隔垫物的高度决定了对盒后的阵列基板和彩膜基板需注入液晶的用量。隔垫物主要分为球形隔垫物及柱状隔垫物，柱状隔垫物由于能够很好地控制液晶分布密度，从而能有效地保证液晶盒厚的均一性，成为现有普遍采用的方法。

如果隔垫物在受力不均匀或者是受到外力影响之后不能回复到原状的情况，隔垫物上方和下方的基板容易发生偏移，造成显示器出现白不良的现象，因此需要对隔垫物进行检测，以便根据测量的隔垫物厚度对液晶滴注进行调整，以便更好地控制盒厚。现有技术中对于隔垫物的检测主要是通过CCD（Charge-coupled Device，即电荷耦合元件）镜头获取隔垫物的图像，之后通过根据灰度值检测出不合格的隔垫物，但是检测精度不高，并且检测速度也比较慢，由于CCD镜头是在可见光下获取到的图像，因此对于隔垫物内部的结构以及其与彩膜基板之间的连接情况都无法进行检测，由于对隔垫物的内部和弹性模量都不能测量，这样在取向和对盒后，形成液晶盒盒厚不一定是最佳的盒厚。另外，目前的检测设备装置复杂，采用大理石机台、下部防震台，还需要较高的防震系数，也就是对检测条件要求比较高，

因此，现有技术中检测隔垫物的设备和方法导致测量得到的测量结果不够准确，影响了液晶显示器的质量，光学系统非常复杂，设备维护费用大。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何能够对隔垫物进行方便简单的检测，以提高检测准确度以及测量精度。

（二）技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测隔垫物的方法，其特征在于，包括：

多个子光源在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线，所述红外线照射在隔垫物上；

分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像；

对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强；

对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。

进一步地，所述经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的图像具体包括：

对接收到的隔垫物发射回来的光线进行过滤，去除红外线之外的光线，并采集过滤后的光线形成红外图像。

进一步地，所述采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线具体包括：

利用阵列红外波探头进行红外线的采集，单个阵列红外波探头作为发射器和接收器或者是两个阵列红外波探头其中一个作为发射器，另一个作为接收器。

进一步地，所述采集到反射回来的不同波长的红外线之后还包括：基于隔垫物的表面轮廓利用红外波探头位置函数计算信号处理参数，对隔垫物发射的红外波束失真进行校正。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种检测隔垫物的系统，该系统设置在三维扫描平台上，对全彩膜基板进行立体扫描和检测，包括：

光源、取像单元、控制单元、光强累积单元和比较计算单元，其中光源提供多个子光源，在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线；

所述取像单元用于分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像；

所述控制单元与光源和取像单元相连接，控制光源的多个子光源在不同的时间发射出光强相同的红外线，并控制取像单元采集反射回来的不同波长的红外线；

所述光强累积单元与取像单元相连接，用于对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强；

所述比较计算单元与光强累积单元连接，用于对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。

进一步地，所述子光源为红外线发光二极管。

进一步地，所述取像单元包括镜头、滤光片和感测器，其中镜头朝向隔垫物反射的红外线，镜头接收的红外线经过滤光片的过滤，滤除非红外线，感测器用来感测经过滤光片过滤的红外线。

进一步地，所述比较计算单元对经过光强累积单元计算得到的每个红外图像对应的总光强进行比较，确定总光强值最大的红外图像，并根据红外线传播过程中光强与传播距离的平方成反比的关系计算总光强最大的红外图像中隔垫物之间的距离。

进一步地，还包括显示单元和电源单元，且电源单元连接于控制单元和显示单元之间，其中显示单元与比较计算单元相连接，实时显示比较计算单元计算得到的隔垫物之间的距离。

进一步地，还包括阵列红外波探头，用于在扫描隔垫物时获取隔垫物的表面轮廓。

进一步地，还包括信号处理单元，用于对表面轮廓利用红外波探头函数计算得到信号处理参数，进一步对隔垫物发射的红外波束失真进行校正。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种检测隔垫物的装置，包括基台，其特征在于，所述基台上还设置有水平导轨、垂直导轨和红外摄像管，其中红外摄像管安装在垂直导轨上，也沿着垂直导轨在垂直方向运动，所述垂直导轨的两端在水平导轨上进行水平方向的滑动，所述红外摄像管为以上所述的检测隔垫物的系统中的取像单元。

进一步地，所述装置还包括电缸和位置传感器，其中电缸为垂直导轨和水平导轨的移动提供动力，所述位置传感器对垂直导轨在水平导轨上运动的位置进行检测。

（三）有益效果

本发明实施例提供的一种检测隔垫物的方法、系统及装置，其中检测隔垫物的方法包括：多个子光源在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线，红外线照射在隔垫物上；分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像；对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强；对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。该方法利用红外测距原理对隔垫物进行红外线扫描，将不同位置隔垫物反射的红外线进行拼图形成全彩膜基板的红外图像。该方法通过多个不同波长的红外线子光源分时照射隔垫物，并选取光强最大的红外图像所对应的红外线去计算与隔垫物之间的距离，减小了红外线在传播过程中因隔垫物的色彩对其光强造成的损失，从而提高了量测精度，同时还有利于对隔垫物盒厚进行测量，根据隔垫物测量的数据对液晶滴注机进行调整，可以更好地控制盒厚，提高液晶屏幕显示效果。

附图说明

图1是圆台形柱状隔垫物的示意图；

图2是球形隔垫物的示意图；

图3是本发明实施例一中提供的一种检测隔垫物的方法的步骤流程图；

图4是本发明实施例二提供的一种检测隔垫物的系统的组成示意图；

图5是本发明实施例三提供的一种检测隔垫物的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

目前TFT-LCD工艺中所使用的隔垫物主要包括柱状隔垫物（PostSpacer，简称PS）和球状隔垫物（Ball Spacer，简称BS）两种。

柱状隔垫物PS分主PS（Main PS）和副PS（Sub PS），两者的功能均是支撑均匀的盒厚。但是从设计考虑，Main PS的高度比Sub PS高，是为了在液晶盒的取向工艺结束后，位置在C/F基板上的Main PS直接跟阵列基板接触到，起到维持液晶盒厚的作用，但是Sub PS是在正常情况下是接触不到阵列基板的，只是起到一个辅助支撑的作用，因此称之为Sub PS。球状隔垫物BS在工艺设计上一般是4～6μm的球状，跟PS一样起到支撑盒厚（Cell Gap）的作用。

PS的设计包括以下几个方面：

首先，PS表面形状（Main PS和Sub PS）方面，目前PS形状包括几种，有圆形、椭圆形、正八角形、长八角形、不定形等等。PS的形状不一样，其受力的面积也不一样。相比于不同形状的PS来说，圆形和正八角形PS在各个方向上受力后其变形量是均匀的，椭圆形、长八角形等形状PS在不同方向上受力后，其变形量不均匀，而这种不均匀性就会导致液晶面板在禁受外力作用的时候，上下基板更容易发生偏移，并且使上下基板无法迅速和完全的回复到原来的形态，从而产生漏光，即白不良。

因而，基于以上考虑，Main PS的形状应尽量选择圆形和正八角形，这样可以降低Main PS自身因素对白不良的影响，同时，由于PS制作工艺的要求，相对其他形状来说，圆形和正八角形的PS制作起来更加简便，这也无形中为确保PS的质量提供了有力的因素。

其次材质方面，BS是一般用SiO2（二氧化硅）；PS是一种光刻胶（Photo Resist），材质的软硬程度直接影响BS和PS的弹性力以及回复力。BS的弹性比PS大，不容易变形，但PS容易变形（不同形状的PS其弹性率也有所不同，此处PS是指表面形状为圆台的PS）。BS的弹性好，因此受到外力的影响以后，BS更容易回复原状，上基板和下基板不容易发生偏移，因此不容易产生白不良；相反PS的弹性率不是很好，在受到外力影响后，PS不容易回复原状，上基板和下基板更容易发生偏移，因此容易发生白不良。

最后制造工艺方面，PS是直接印（Coating）在彩膜基板上。在PS工艺当中，PS的显影工艺结束后，会通过Hard Bake（或Post Bake，即曝光）工艺，将PS固着住。因此PS与彩膜基板接触面不会有松动或移动，只有PS上部才有可能随着外力的方向发生前后左右的晃动。

BS是在液晶盒整合工艺，在LC滴下之前有BS喷洒（散布）工艺，为了对应BS结团的发生，必须有结团Clean工艺。工艺上对BS的密度设定一定的标准，如果超出这个标准，且出现结团现象就做Clean，然后重新喷洒BS。为了更好得使BS固着在基板上，后边有一个Cure工艺。但是，BS的矫正工艺的温度也不能太高，如果固化温度过高会影响PI膜。因此在不影响PI膜的前提下，设定最合适的温度后进行。

基于上述，对圆台形PS和球形BS实际效果图如图1和图2所示，图1中的PS的高（h）和图2中BS的直径（用h来表示）一样。如图2所示，从形状上BS是球状，PS是柱状（立体形状为圆台），上平面半径为r1，下平面半径为r2。BS的接触面是一个圆形，其实际的接触面跟外力的强度有密切联系。另外，在同样的外力下，半径大的BS被压得也多，此时的接触面积比较大。柱状的接触面积是下底面的表面面积（PS在栅极扫描线上的情况）或者是下底面和彩膜基板接触的部分（PS在TFT上或者是在栅极扫描线和信号线的交接处的情况），跟外力的强度没有关联。在工艺设计上接触面积是指一定面积内（一般是1mm²内）的BS或PS的支持面积的总和。从我们实际做过测试的数据来看，BS的密度一般是100～400ea/mm²，PS的密度以17英寸为例，每9个像素有1个PS，密度大概是4.78ea/mm²。从上述数据来看，BS和PS的密度有悬殊差异。在一定面积内，密度高，支持面积大，当有外力时上基板和下基板的偏移会少，白不良相对来说发生得少或不会发生。

实施例一

本实施例一中提供了一种检测隔垫物的方法，步骤流程如图3所示，具体包括以下步骤：

步骤S1、多个子光源在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线，红外线照射在隔垫物上。

步骤S2、分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像。

步骤S3、对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强。

步骤S4、对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。

上述对隔垫物的检测方法基于红外线测距原理，对照射在隔垫物上波长不同、强度相同的红外线进行采集，构成红外图像，并对其进行累积、比较计算最终得到隔垫物之间的距离。通过发射多束（至少两束）红外线，减少隔垫物的色彩对距离的影响，提高测量精度。

优选地，本实施例中使用的子光源个数为两个，即第一子光源和第二子光源，发射红外线的波长均大于680nm且小1050nm，且第一子光源和第二子光源都是红外线发光二极管。需要说明的是，用以发射不同波长的红外线的子光源的个数越多，当在测量不同色彩的柱状隔垫物时，越可以找到柱状隔垫物的色彩对红外线反射率影响最小的红外线。

优选地，本实施中经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的图像具体包括：

对接收到的隔垫物发射回来的光线进行过滤，去除红外线之外的光线，并采集过滤后的光线形成红外图像。需要说明的是，本实施例中第一子光源和第二子光源在不同时间，即不相重叠的时序发射出红外线，根据发射时间对这两个子光源发射的红外线加以区分。

获取到第一子光源和第二子光源发射的第一红外图像和第二红外图像时，对图像中每个像素点的光强进行叠加，以计算出整个红外图像的光强。通过对整个图像中每个像素点的光强进行叠加，有效提高了对隔垫物反射的红外线的强度的感测范围。

优选地，本实施中采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线具体包括：

利用阵列红外波探头进行红外线的采集，单个阵列红外波探头作为发射器和接收器或者是两个阵列红外波探头其中一个作为发射器，另一个作为接收器。

本实施例中除了根据隔垫物反射的红外图像的总光强计算得到隔垫物之间的距离之外，还要通过红外波探头获取隔垫物的表面轮廓，对隔垫物表面的缺陷进行检测。

优选地，本实施中采集到反射回来的不同波长的红外线之后还包括：基于隔垫物的表面轮廓利用红外波探头位置函数计算信号处理参数，对隔垫物发射的红外波束失真进行校正。

本实施例提供的检测隔垫物的方法，通过多个不同波长的红外线子光源分时照射隔垫物，并选取光强最大的红外图像所对应的红外线去计算与隔垫物之间的距离，减小了红外线在传播过程中因隔垫物的色彩对其光强造成的损失，从而提高了量测精度，同时还有利于对隔垫物盒厚进行测量，根据隔垫物测量的数据对液晶滴注机进行调整，可以更好地控制盒厚，提高液晶屏幕显示效果。

实施例二

本发明实施例二还提供了一种检测隔垫物的系统，组成示意图如图4所示，具体包括：

光源1、取像单元2、控制单元3、光强累积单元4和比较计算单元5，其中光源1提供多个子光源，在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线；取像单元2用于分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像；控制单元3与光源1和取像单元2相连接，控制光源1的多个子光源在不同的时间发射出光强相同的红外线，并控制取像单元2采集反射回来的不同波长的红外线；光强累积单元4与取像单元2相连接，用于对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强；比较计算单元5与光强累积单元4连接，用于对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。

通过上述依次连接的取像单元、光强累积单元与比较计算单元，并通过控制单元连接光源和取像单元，对子光源发射红外线进行控制以及对取像单元采集经过隔垫物反射的红外线进行控制，采集后的红外红外线进行光强累积和比较计算最后计算出隔垫物之间的距离，测量精度比CCD镜头更加精准，降准度可以达到0.01um，并且还可以同时对隔垫物的内部和弹性模量进行测量，对隔垫物内部情况进行检测，更加有利于对隔垫物盒厚的控制，以及根据测量的结果对液晶滴注机进行调整，提高液晶屏幕的显示效果。

优选地，本实施例中的子光源为红外线发光二极管，其中检测的隔垫物是以柱状隔垫物为例，需要说明的是，本实施例中光源的个数以两个为例进行说明，两个子光源波长不同，光源1中包括一个发射出第一波长的红外线的第一子光源及一个发射出第二波长的红外线的第二子光源，且第一波长与第二波长的红外线的发射强度相同。光源中包括的用以发射不同波长的红外线的子光源的个数越多，当在测量不同色彩的柱状隔垫物时，越可以找到柱状隔垫物的色彩对红外线反射率影响最小的红外线。

优选地，本实施例中的取像单元2包括镜头、滤光片和感测器，取像单元2的朝向固定，且用于分时采集经柱状隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的图像。其中镜头朝向隔垫物反射的红外线，镜头接收的红外线经过滤光片的过滤，滤光片用于滤掉除红外线以外的其他光线，感测器为单色感测器，用来感测经过滤光片过滤的红外线。当经柱状隔垫物反射回的反射光线投射到镜头后，反射光线在穿过滤光片时一些非红外线被滤除，感测器仅感测由柱状隔垫物反射回的红外线，从而有效提高了感测器所采集的图像的信噪比。本实施方式中，取像单元分时采集经柱状隔垫物反射回来的第一波长的红外线和第二波长的红外线分别形成的第一图像和第二图像。

优选地，控制单元3与光源1和取像单元2相电性连接，需要说明是的是，本实施例中的各个单元之间的连接均是电性连接。该控制单元3用于控制光源中的多个子光源在不同的时候发射出红外线，并控制取像单元2分时采集由柱状隔垫物反射回来的由不同波长的红外线所形成的图像。本实施方式中，控制单元3产生第一时序T1和第二时序T2用于控制光源1中的第一子光源和第二子光源在不同时间发射出红外线，并产生第三时序T3用于控制取像单元2分别在第一子光源11和第二子光源12发射出红外线的时候分时采集由柱状隔垫物反射回来的第一图像和第二图像。

之后，光强累积单元4与取像单元2相电性连接，并用于对取像单元2所采集的图像的光强进行计算，其中光强为照射到单位面积上的光通量。光强累积单元4对所采集的图像中的像素点的光强进行叠加，以计算出整个图像的光强。本实施方式中，光强累积单元4分别对第一图像和第二图像的光强进行计算，以得出每张图像的光强。通过对整个图像中每个像素点的光强进行叠加，有效提高了对反射的红外线的强度的感测范围。

优选地，本实施例中的比较计算单元对经过光强累积单元计算得到的每个红外图像对应的总光强进行比较，确定总光强值最大的红外图像，并根据红外线传播过程中光强与传播距离的平方成反比的关系计算总光强最大的红外图像中隔垫物之间的距离。本实施方式中，比较计算单元对光强累积单元所得出的每一张图像的光强进行比较。通过对第一图像和第二图像叠加后的光强比较，并确定光强最大的图像所对应的红外线。根据光强计算隔垫物之间的距离的过程具体包括：首先计算光矢量的表达式为E=Acos[2πγ(t-x/v)+φ]，其中A表示振幅，γ表示光频率，v表示光在介质中的速度，φ表示初期相位，t表示时间，x表示t时间段内的距离；其次光矢量的横轴分量Ex=Acos[2πγ(t-x/v_x)+φ]，纵轴分量Ey=Acos[2πγ(t-x/v_y)+φ]，由于横向距离v_x和纵向距离v_y得到位相差Δ发生在光通过厚度为d的样品的场合下，其中位相差Δ=2π*(N_x-N_y)*d/λ，其中N_x-N_y为Δn，即Δ=2π*Δn*d/λ，Δn*d就被称为Retardation位相差，也就是本实施例所求的隔垫物之间的距离，但是为nm。

优选地，本实施例中的检测隔垫物的系统还包括显示单元6和电源单元7，且电源单元7连接于控制单元3和显示单元6之间，其中显示单元6与比较计算单元5相连接，实时显示比较计算单元5计算得到的隔垫物之间的距离。

在使用过程中，当一柱状隔垫物进入到取像单元的取像视角范围之内时，假设该柱状隔垫物对第一波长的红外线的反射率较高而对第二波长的红外线的反射率相对较低，取像单元分别采集柱状隔垫物反射的第一波长的红外线所形成的第一图像以及反射的第二波长的红外线所形成的第二图像。经光强累积单元分别对第一图像和第二图像的光强进行叠加后，由于柱状隔垫物对第一波长的红外线反射率相对较高，则比较计算单元确定出第一图像比第二图像的光强要高，从而该比较计算单元通过第一波长的红外线发射时和接收时的光强计算与柱状隔垫物之间的距离。

假设该柱状隔垫物对第一波长的红外线的反射率较低而对第二波长的红外线的反射率相对较高时，取像单元分别采集柱状隔垫物反射的第一波长的红外线所形成的第一图像以及反射的第二波长的红外线所形成的第二图像。经光强累积单元分别对第一图像和第二图像的光强进行叠加后，由于柱状隔垫物对第二波长的红外线反射率相对较高，则比较计算单元确定出第二图像比第一图像的光强要高，从而该比较计算单元通过第二波长的红外线发射时和接收时的光强计算红外线测距装置与柱状隔垫物之间的距离。

在实施方式中，为了提高计算精度，比较计算单元内存储有一般环境中红外线的强度，取像单元所采集的图像的光强应等于光强累积单元所得出的光强减去一般环境中红外线的强度。本发明提供的红外线测距装置通过多个不同波长的红外线光源分时照射柱状隔垫物，并选取光强最大的画面所对应的红外线去计算与柱状隔垫物之间的距离，有效减小了因柱状隔垫物的色彩对距离量测的影响，从而提高了量测精度。

优选地，本实施例中的检测隔垫物的系统还包括阵列红外波探头，用于在扫描隔垫物时获取隔垫物的表面轮廓。另外，本实施例中的检测隔垫物的系统还包括信号处理单元，用于对表面轮廓利用红外波探头函数计算得到信号处理参数，进一步对隔垫物发射的红外波束失真进行校正。

本实施例中多元件的阵列红外波探头，扫描彩膜基板上的柱状隔垫物，从而获得柱状隔垫物的两维表面轮廓。之后基于柱状隔垫物的表面轮廓，利用红外波探头位置的函数来计算信号处理参数，从而校正由于反射红外波脉冲所引起的红外波波束的失真。在较佳实施例中，柱状隔垫物通过每次只发射多元件阵列探头中的各个单个UT（Ultrasonic test，超声检测）探头并且记录所接收到的在阵列中的各个元件反射红外波波形来进行扫描，使得完整数据集可以适用于每一个发射和接收的独立组合的各个探头位置来记录。对红外波波形的可控阵列进行处理，以便于测量柱状隔垫物的表面轮廓。基于所测量到的表面轮廓，利用校正不平整表面的探头位置函数来计算信号处理参数，并且消除在柱状隔垫物内部反射器的反射信号中所产生波束失真。处理数据的收集阵列，利用编码探头位置函数来改变信号处理参数，以便于基于来自柱状隔垫物内部的反射信号来分析部件的内部。在较佳的实施例中，较为熟悉的合成孔径聚焦技术(Synthetic ApertureFocusing Technique，简称SAFT)可以用于形成立体点聚焦所需的两维孔径，从而提高灵敏度和改善精确度。SAFT技术较为容易应用于矩阵发射/聚焦方案，因为来自各个元件的所有波形都被存储了。随后，使来自多个探头位置的波形聚焦在一个聚焦点从而获得SAFT效益就是一件十分容易的事情。在另一实施例中，扫描柱状隔垫物还可以使用机械式划针、基于激光的技术、红外波技术或者类似技术中的任意一种技术以编码探头位置作为函数来测量两维的表面轮廓。基于所测量到的表面轮廓，以探头位置作为函数来计算信号处理参数。这些信号处理参数用于校正不平整的表面，从而消除在反射信号中所产生的波束失真效应。随后，将所计算的信号处理参数下载到连接着两维红外波阵列换能器的商用相位阵列仪器中。之后，使用下载到相位阵列仪器中的信号处理参数采用多元件阵列红外波探头来扫描柱状隔垫物。这就可以通过电子选择基于红外波阵列探头位置的信号处理参数并且使用这些探头来接收、处理和记录从状隔垫物内部的反射器所反射回来的脉冲。在另一实施例中，柱状隔垫物可采用上述方法进行扫描，以便于测量表面轮廓。在扫描柱状隔垫物测量表面轮廓的同时，具有各个单个阵列元件的多元件红外波探头每次之发射一个。记录从阵列中的各个元件所接收到的红外波波形，从而记录发射元件和接收元件的每一个唯一组合在各个探头位置上的完整数据集。基于上述指示的测量表面轮廓来计算信号处理参数。随后，使用最新计算的信号处理参数来处理从各个元件的单独反射中所接收到的数据收集阵列，从而校正表面的不规则和消除柱状隔垫物中的内部反射器反射信号中所发生的波束失真效应。各个实施例都可以在单个阵列探头具有发射器和接收器的作用或者两个多元件阵列探头可以用于其中一个探头作为发射器使用和第二个探头作为接收器使用的条件下来实现。使用双探头作为分离的发射器和接收器减小了来自液体和柱状隔垫物表面之间界面反射的幅值，这会使系统对来自柱状隔垫物内部的近表面反射“失盲”。使用双探头的信号处理参数的操作和计算与使用一个单独组合发射器/接收器探头时相同，除了害需要考虑两个探头的相对位置。在这种情况下，通过在分离接收器探头接收到来自柱状隔垫物内部的反射红外波的同时以脉冲/回声模式(在这个探头中的相同元件上发射和接收)来操作发射器探头就可以获得表面轮廓信息。两个探头是在横向上分离的。发射器(第一)探头将红外波脉冲发射到耦合液体和柱状隔垫物的内部并且接收来自柱状隔垫物表面的红外波反射，以便于柱状隔垫物的表面轮廓。接收器(第二)探头接收来自柱状隔垫物内部的红外波反射。使用本发明采集和处理数据的方法，就有可能处理这些数据，从而创建等效于具有在感兴趣区域内的各个点上聚焦的红外波波束的图像。也有可能处理来自不同数量元件的数据，以便于适用于柱状隔垫物的不同区域，从而有效地改变孔径。例如，有效孔径可以随着聚焦距离的增加而增加，从而保持使用检测区域的恒定的聚焦宽度，因为聚焦宽度由下式给出：

聚焦宽度≈焦距*红外波波长/有效探头宽度，

基于上述，柱状隔垫物的表面轮廓可以使用阵列探头红外波来精确测量。通过在柱状隔垫物部分进行扫描，在以角度电子扫描波束的同时，收集红外波表面反射数据，当认为数据已经创建了部分表面的精确轮廓时，使用已知的波束角度和探头位置来组合已经收集到的数据。当红外波波束垂直于表面时，就能获得来自表面上一点的最大反射。当组合各个波束角度和探头位置的数据时，来自表面给定一点上的最高幅值的反射就被用于测量从探头到表面该点的距离。知道了适用于最大反射的探头位置和波束角度，就能够确定表面该点的位置。通过进行栅格点的测量来定义表面就能够获得整个表面的轮廓。对于阵列发射收集数据而言，可以进行等效于上述相位阵列处理的信号处理，从而提供相同的获得表面轮廓的功能。为了使得整个表面轮廓化，可以在扫描部分的同时红外波波束是以角度来扫描的。在适当采集时，所获得的信号就给出各个探头位置各个波束角度峰值信号到达的幅值和时间的信息。

基于上述，本实施例中检测隔垫物的系统通过使用多元件的阵列红外波探头，采用阵列结构的探头加快扫描速度，还可以实现多角度获取隔垫物的表面轮廓，同时结合红外线扫描得到的红外图像以实现对隔垫物表面以及内部缺陷的检测。

实施例三

本发明实施例三还提供了一种检测隔垫物的装置，结构示意图如图5所示，具体包括基台，图5中未示出，基台上还设置有水平导轨11、垂直导轨12和红外摄像管13，其中红外摄像管13安装在垂直导轨12上，也沿着垂直导轨12在垂直方向运动，具体的，红外摄像管13套接在垂直导轨12上，且垂直导轨12的两端在水平导轨11上进行水平方向的滑动，从而实现红外摄像管13对彩膜基板的全方位扫描，红外摄像管13为实施例二中所述的检测隔垫物的系统中的取像单元。

优选地，本实施例中的装置还包括电缸14和位置传感器15，其中电缸14为垂直导轨12和水平导轨11的移动提供动力，位置传感器15对垂直导轨12在水平导轨11上运动的位置进行检测。当垂直导轨12沿着水平导轨11运动到彩膜基板16的边缘之外时，位置传感器15感应到之后给出提示。

红外成像测量单元为快速响应非接触红外测温温度计；三维扫描平台由方位扫描机构和俯仰扫描机构组成;控制器由满足步进电机使用要求的步进电机驱动器和PLC、通讯接口芯片组成。三维扫描平台在控制器、控制和数据采集处理微机的控制下驱动快速响应红外成像测量单元对全彩膜基板进行立体扫描,并将所测得的红外辐射亮温值存储于控制和数据采集处理微机中。在扫描结束后,将对应不同位置PS的红外辐射亮温值进行拼图,形成全彩膜基板红外辐射亮温分布图。

上述装置利用红外测距原理，进行CF（彩膜基板）表面PS（柱状隔垫物）的测量，由红外摄像管在控制器的控制下在三维扫描平台上及控制器、控制和数据采集处理微机组成。更有利用对PS控制盒厚的能力有全面的测量，根据PS测量的数据对液晶滴注机进行调整，这样可以更好的控制盒厚，提高液晶屏幕显示效果。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (13)

1.一种检测隔垫物的方法，其特征在于，包括：

多个子光源在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线，所述红外线照射在隔垫物上；

分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像；

对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强；

对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的图像具体包括：

对接收到的隔垫物发射回来的光线进行过滤，去除红外线之外的光线，并采集过滤后的光线形成红外图像。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线具体包括：

利用阵列红外波探头进行红外线的采集，单个阵列红外波探头作为发射器和接收器或者是两个阵列红外波探头其中一个作为发射器，另一个作为接收器。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集到反射回来的不同波长的红外线之后还包括：基于隔垫物的表面轮廓利用红外波探头位置函数计算信号处理参数，对隔垫物发射的红外波束失真进行校正。

5.一种检测隔垫物的系统，该系统设置在三维扫描平台上，对全彩膜基板进行立体扫描和检测，其特征在于，包括：

光源、取像单元、控制单元、光强累积单元和比较计算单元，其中光源提供多个子光源，在不相重叠的时序发射波长不同、光强相同的红外线；

所述取像单元用于分时采集经过隔垫物反射回来的不同波长的红外线所形成的红外图像；

所述控制单元与光源和取像单元相连接，控制光源的多个子光源在不同的时间发射出光强相同的红外线，并控制取像单元采集反射回来的不同波长的红外线；

所述光强累积单元与取像单元相连接，用于对利用不同波长采集到的红外图像中每个像素点的光强进行累加计算，得到整个图像的总光强；

所述比较计算单元与光强累积单元连接，用于对不同波长下计算得到的总光强进行比较，并根据总光强最大值对应的红外图像计算隔垫物之间的距离。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述子光源为红外线发光二极管。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述取像单元包括镜头、滤光片和感测器，其中镜头朝向隔垫物反射的红外线，镜头接收的红外线经过滤光片的过滤，滤除非红外线，感测器用来感测经过滤光片过滤的红外线。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述比较计算单元对经过光强累积单元计算得到的每个红外图像对应的总光强进行比较，确定总光强值最大的红外图像，并根据红外线传播过程中光强与传播距离的平方成反比的关系计算总光强最大的红外图像中隔垫物之间的距离。

9.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括显示单元和电源单元，且电源单元连接于控制单元和显示单元之间，其中显示单元与比较计算单元相连接，实时显示比较计算单元计算得到的隔垫物之间的距离。

10.如权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括阵列红外波探头，用于在扫描隔垫物时获取隔垫物的表面轮廓。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，还包括信号处理单元，用于对表面轮廓利用红外波探头函数计算得到信号处理参数，进一步对隔垫物发射的红外波束失真进行校正。

12.一种检测隔垫物的装置，包括基台，其特征在于，所述基台上还设置有水平导轨、垂直导轨和红外摄像管，其中红外摄像管安装在垂直导轨上，也沿着垂直导轨在垂直方向运动，所述垂直导轨的两端在水平导轨上进行水平方向的滑动，所述红外摄像管为权利要求5-11中任一项所述的检测隔垫物的系统中的取像单元。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括电缸和位置传感器，其中电缸为垂直导轨和水平导轨的移动提供动力，所述位置传感器对垂直导轨在水平导轨上运动的位置进行检测。

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