CN105973173B - 一种用于视窗防护屏的测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提出一种用于视窗防护屏的测量系统，包括计算机，电路处理模块，光电探测器以及测量装置，所述测量装置与所述光电探测器耦合，所述光电探测器将所述测量装置输出的测量光信号转化为测量电信号，并经过所述电路处理模块后进入到计算机进行计算，得出测量结果并显示。本发明实施例提供的测量系统，可以实现高精度，高效率地对视窗防护屏进行非接触式的测量，可满足工业化生产中对视窗防护屏的检测要求。

Description

一种用于视窗防护屏的测量系统

技术领域

本发明涉及测量领域，尤其是一种测量视窗防护屏表面平整度的测量系统。

背景技术

视窗防护屏(Cover Lens)是加之于显示屏外、用于对触摸屏的触控模组、显示屏和对非触摸屏的显示屏进行保护的透明镜片。由于触摸屏的触控模组属于精密加工的灵敏元器件，若裸露在外容易因磨损、尖锐物品划伤而影响其使用效果和寿命，非触摸屏的显示屏(特别是液晶显示屏)容易受挤压而造成光斑、黑块、水波纹等而影响其使用，因此需要在手机、平板电脑、笔记本、平板电视等的显示屏外增加一块防护屏，用于保护触控模组和显示屏等免受损伤。

目前，视窗防护屏主要用于对手机、平板电脑、MP3/MP4等产品的平板显示器进行装饰和保护，具有表面抗划伤、超薄防震、屏幕保护等功能，因此，视窗防护屏主要使用化学强化玻璃，一块好的视窗防护屏具有薄、透光度好、机械强度高、硬度大等特点。

在视窗防护屏的加工过程中需要经过多道工序，有可能会造成防护屏的形变，这些形变往往是随机的，不可预测的，无论怎么改进工艺，由于形变产生的次品总是随机地出现，不平整的视窗防护屏会影响用户的使用感觉，例如视觉上感觉到有奇点的存在，手触控感觉不平滑等，也可能会影响性能，视窗防护屏是用户接触的最外层屏幕，在触感控制中，将触控命令传递给下面的触感层，如果视窗防护屏不平整，则触控命令的传递可能出错，导致触控性能不佳。

因此，在视窗防护屏的生产中，往往要对批次的视窗防护屏进行平整度测量，二在现有的工厂化生产中，有通过采用目测法、机器视觉或接触式测量等方法来判定视窗防护屏的平整度，目测法费时费力，准确率低，效率低，机器视觉是对屏幕进行照相，然后利用计算机对图像进行识别和分析，这种方法适用于对轮廓的测量，由于精度的限制，对于表面的平整度则无能为力。触摸式测量是目前工厂化中常用的手段，也会比较准确，但是粗模式的测量是一种接触式的测量方法，很容易会对视窗防护屏造成二次损伤，因此也不是理想的测量方法。

因此，迫切的希望能有一种非接触式的，效率高，精度符合要求的防护屏测量方法和装置来满足工厂化的视窗防护屏生产检测的需要。

发明内容

本发明实施例提出一种用于视窗防护屏的测量系统，包括计算机，电路处理模块，光电探测器以及测量装置，所述测量装置与所述光电探测器耦合，所述光电探测器将所述测量装置输出的测量光信号转化为测量电信号，并经过所述电路处理模块后进入到计算机进行计算，得出测量结果并显示。

更进一步，所述测量装置，包括光源，光纤耦合器，第一光路模块和第二光路模块，所述光源发出相干光经过光纤耦合器，分成两路光，分别为第一路光和第二路光，所述第一路光进入到所述第一光路模块，以及所述第二路光进入所述第二光路模块后，再返回到所述光纤耦合器，并输出测量光信号。

更进一步，所述相干光的相干长度为40-80nm。

更进一步，所述相干光的相干长度为60nm。

更进一步，所述第一光路模块包括透镜a、透镜b、透光孔、透镜c、透镜d、反射镜以及控制所述反射镜移动的移动模块。

更进一步，所述移动模块为一直线电机控制的水平往复装置。

更进一步，所述透光孔的直径r≤0.5mm。

更进一步，所述第二光路模块包括光开关阵列准直模块，待测视窗防护屏和标定板。

更进一步，所述光开关阵列准直模块具有N*M路光输出，N≥1，M≥1。

更进一步，所述标定板反射所述第二路光的表面平整度≤1um。

本发明实施例提供的测量系统，可以实现高精度，高效率地对视窗防护屏进行非接触式的测量，可满足工业化生产中对视窗防护屏的检测要求。

附图说明

图1展示测量装置系统结构图；

图2展示测量方法流程图；

图3是测量视窗防护屏某一点信号结果图；

图4是电脑拟合视窗防护屏平面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本发明实例在附图中示出，尽管将结合这些实施例来描述本发明，应该理解其并非要将本发明限制为这些实施例。相反，本发明意欲覆盖可包括在所附权利要求所限定的精神和范围内的替换、修改和等效形式。另外，在对本发明实施例的以下详述中，提出了很多具体细节以使本发明得到彻底理解。然而，本领域普通技术人员将认识到，没有这些具体细节也可实施本发明。在其它实例中，为了不必要地模糊本发明的方面，未详细描述公知的方法、过程、部件和电路。

以下详细描述的一些部分是按照过程、步骤、逻辑块、处理及对可在计算机存储器上执行的数据位的操作的其它符号表示来提出的。这些描述和表示是数据处理领域的技术人员所使用的、为了将其工作的实质最有效地传达给该领域其它技术人员的手段。这里，过程、计算机执行的步骤、逻辑块、进程等通常设想为导致期望结果的步骤或指令的自洽序列。所述步骤是需要对物理量的物理操纵的步骤。通常，尽管不必要，这些量采用能够在计算机系统中存储、传递、组合、比较或另外操纵的电或磁信号的形式。已经证明，主要是为了公共使用的原因，将这些信号称作位、值、元素、符号、字符、项目、数字等有时是方便的。

然而，应牢记的是，所有这些和相似的术语应与适当的物理量相关联并且仅仅是适用于这些量的方便标记。除非特别指明，否则如以下描述中所显而易见的，应理解在整个本发明中，讨论所用的术语，如“关联”或“识别”或“再现”或“需要”或“确定”或“重复”或“执行”或“检测”或“引导”等，指的是电子系统或类似电子计算设备的动作和过程，其将电子设备的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据操纵和变换成电子设备存储器或寄存器或者其它这样的信息存储、传输或显示设备内的类似地表示为物理量的其它数据。

图1说明根据本发明的各种例示性实施例的测量系统结构示意图。

本发明所述的测量系统包括计算机15，电路处理模块14，光电探测器以及测量装置，所述测量装置与所述光电探测器耦合，所述光电探测器将所述测量装置输出的测量光信号转化为测量电信号，并经过所述电路处理模块14后进入到计算机15进行计算，得出测量结果并显示。

本发明所述的测量装置，包括光源1，光纤耦合器2，第一光路模块16和第二光路模块17，所述光源1发出频率相同，且振动方向相同的光，即相干光。

优选的，光源1所发出的相干光在相干时间内相干长度比较短，优选的相干长度为40-80nm之间，更优选的相干光长度为55-65nm，最优选的相干光长度为60nm。

所述光源1发出的相干光经过光纤耦合器2，分成两路光，分别为第一路光和第二路光，第一路光进入到第一光路模块16，以及第二路光进入第二光路模块17后，再返回到光纤耦合器2，并输出测量光信号。

所述第一光路模块16包括透镜a、透镜b、透光孔5、透镜c、透镜d、反射镜8以及控制所述反射镜8移动的移动模块9。

所述第一路光依次经过透镜a、透镜b、透光孔5、透镜c、透镜d、反射镜8后经反射沿路返回。所述反射镜8固定在所述移动模块9上，并利用所述移动模块9进行匀速往返运动。

优选的，所述移动模块9为一直线电机控制的水平往复装置。

优选的，所述水平往复距离L＝5-30cm。

优选的，所述匀速为0.5cm/s。

优选的，所述透光孔5的直径r≤0.5mm，优选的，r＝0.2mm。

所述第二光路模块17包括光开关阵列准直模块10，待测视窗防护屏11和标定板12。

所述第二路光依次经过光开关阵列准直模块10，待测视窗防护屏11和标定板12后返回。

所述光开关阵列准直模块10具有N*M路光输出，N≥1，M≥1。

优选的，光开关阵列准直模块10沿水平方向均匀分布N路，沿垂直方向均匀分布M路，且N＝8，M＝8。

在其中一个实施例中，光开关阵列准直模块10具有N路光依次分别输出。

优选的，光开关阵列准直模块10的N路光同时输出进行测量。

所述标定板12反射所述第二路光的表面平整度≤1um。

图2说明根据本发明的各种例示性实施例的测量方法流程图。

图2示例性地说明了实施测量视窗防护屏的方法步骤流程，包括：

S1，光源发出测量光束，光源1发出频率相同，且振动方向相同的光，即相干光。

优选的，光源1所发出的相干光在相干时间内相干长度比较短，40-80nm之间，更优选的相干光长度为55-65nm，最优选的相干长度为60nm。

S2，光纤耦合器将测量光束分解为第一路光和第二路光。

S3，第一路光通过第一光路模块后返回；第二路光通过第二光路模块返回。

所述第一光路模块16包括透镜a、透镜b、透光孔5、透镜c、透镜d、反射镜8以及控制所述反射镜8移动的移动模块9。

所述第一路光依次经过透镜a、透镜b、透光孔5、透镜c、透镜d、反射镜8后经反射沿路返回。所述反射镜8固定在所述移动模块9上，并利用所述移动模块9进行匀速往返运动。

优选的，所述移动模块9为一直线电机控制的水平往复装置。

优选的，所述水平往复距离L＝5-30cm。

优选的，所述匀速为0.5cm/s。

优选的，所述透光孔5的直径r≤0.5mm，优选的，r＝0.2mm。

所述第二光路模块17包括光开关阵列准直模块10，待测视窗防护屏11和标定板12。

所述第二路光依次经过光开关阵列准直模块10，待测视窗防护屏11和标定板12后返回。

所述光开关阵列准直模块10具有N*M路光输出，N≥1，M≥1。

优选的，光开关阵列准直模块10沿水平方向均匀分布N路，沿垂直方向均匀分布M路，且N＝8，M＝8。

在其中一个实施例中，光开关阵列准直模块10具有N路光依次分别输出。

优选的，光开关阵列准直模块10的N路光同时输出进行测量。

所述标定板12反射所述第二路光的表面平整度≤1um。

S4，第一路光和第二路光返回经过光纤耦合器后输出测量光信号。

S5，测量光信号进入光电探测模块，输出测量电信号。

S6，测量电信号经过电路处理模块后进入计算机进行计算并显示。

优选的，所述计算机根据所述测量电信号计算出视窗防护屏某一点测量值，所述测量值包括视窗防护屏前表面信号，视窗防护屏后表面信号，以及标定板信号。

因此，利用本发明可以同时对视窗防护屏的前表面和后表面进行测量，得到高精度的测量值，可有效提高测量效率。

优选的，所述计算机根据所述测量电信号计算出视窗防护屏某一点测量值，所述测量值包括视窗防护屏的厚度。

因此，利用本发明可以测量视窗防护屏的厚度，根据厚度可以反映视窗防护屏的相对均匀性，有利于对生产批次质量的把握。

优选的，所述计算机根据所述测量电信号计算出视窗防护屏某一点测量值，所述测量值包括视窗防护屏测量点到标定板的距离。

因此，即使视窗防护屏放的位置并不是垂直于光开关阵列准直装置，标定板在电脑处理中作为基准面能够判断出视窗防护屏的放置位置，从而保证在工厂化生产中的测量效率。

图3说明根据本发明的各种例示性实施例的展示测量视窗防护屏某一点信号结果图。

图中3个高斯峰分别为视窗防护屏前表面信号、视窗防护屏后表面信号、标定板信号，3个高斯峰距离转换可得出视窗防护屏该点的厚度以及视窗防护屏该点与标定板的距离。

图4说明根据本发明的各种例示性实施例的展示电脑拟合视窗防护屏平面图。

通过电脑处理获得视窗防护屏不同点的厚度以及视窗防护屏不同点与标定板的距离，利用电脑可拟合出视窗防护屏的平面图以及标定板的基准面。从上到下三个平面分别是视窗防护屏前表面、视窗防护屏后表面、标定板。根据拟合出的视窗防护屏的平面图可算出视窗防护屏的平整度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于视窗防护屏的测量系统，其特征在于，包括计算机，电路处理模块，光电探测器以及测量装置，所述测量装置与所述光电探测器耦合，所述光电探测器将所述测量装置输出的测量光信号转化为测量电信号，并经过所述电路处理模块后进入到计算机进行计算，得出测量结果并显示；所述测量装置包括，光源，光纤耦合器，第一光路模块和第二光路模块，所述光源发出相干光经过光纤耦合器，分成两路光，分别为第一路光和第二路光，所述第一路光进入到所述第一光路模块，以及所述第二路光进入所述第二光路模块后，再返回到所述光纤耦合器，并输出测量光信号；所述第一光路模块包括透镜a、透镜b、透光孔、透镜c、透镜d、反射镜以及控制所述反射镜移动的移动模块；所述移动模块为一直线电机控制的水平往复装置；所述透光孔的直径r≤0.5mm。

2.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述相干光的相干长度为40-80nm。

3.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述相干光的相干长度为60nm。

4.如权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述第二光路模块包括光开关阵列准直模块，待测视窗防护屏和标定板。

5.如权利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述光开关阵列准直模块具有N*M路光输出，N≥1，M≥1。

6.如权利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述标定板反射所述第二路光的表面平整度≤1um。