CN107831598A - 一种光栅精确对位贴合方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光栅精确对位贴合方法及其装置，属于用于产生立体或其他三维效果的光学元件、系统或仪器技术领域。包括轨道、透明真空吸附平台、基准屏、测试图观察显示屏、测试图摄入摄像头、三轴对位平台、待贴合屏以及Mark识别CCD，基准屏上设置测试图，透明真空吸附平台安装在轨道上，透明真空吸附平台上设置转轴，待贴合膜吸附于透明真空吸附平台上方，待贴合膜上方设置测试图观察显示屏以及与测试图观察显示屏配合使用的测试图摄入摄像头；透明真空吸附平台与三轴对位平台构成双工位贴合。将本申请应用于光栅贴合，尤其是3D光栅贴合，具有精度高、操作方便、可实现全贴合等优点。

Description

一种光栅精确对位贴合方法及其装置

技术领域

本申请涉及一种光栅精确对位贴合方法及其装置，属于用于产生立体或其他三维效果的光学元件、系统或仪器技术领域。

背景技术

3D光栅包括柱透镜光栅和狭缝光栅，贴合时有非常高的精度要求，特别是角度，一般要求达到±0.01度以下。市场常用OCA或LOCA进行3D光栅的对位贴合。

用OCA工艺时，贴合效率极高，但是无法精确对位，原因在于：

OCA常用翻版贴合机，用CCD捕捉屏的基准点和光栅边界进行对位。虽然翻版贴合机的设备重复定位精度可以达到±0.1mm，但光栅膜的切割精度只能达到±0.3mm，加上CCD识别误差，所以最终贴合出来的结果达不到±0.01度的要求，因此通常依靠软件来修正，无法实现产品的参数一致性。

用LOCA工艺时，可以进行精确对位，但是效率低下，原因在于：

（1）设备自动化程度低下，一般用冷裱机进行贴合；

（2）大气下水胶贴合，会显著溢胶，需要进行围坝处理，或胶清洁处理；

（3）LOCA工艺精确对位需要LCD开机用3D光栅专用测试软件或图进行对位，驱动过程会增加屏电路不良和静电击伤的比例。以及LCD连接电路的工作只能由人工完成，无法实现自动化。

基于此，做出本申请。

发明内容

针对现有光栅对位贴合所存在的上述缺陷，本申请首先提供一种可实现精确贴合、并可实现全贴合的光栅精确对位贴合装置。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案如下：

光栅精确对位贴合装置，包括轨道、透明真空吸附平台、基准屏、测试图观察显示屏、测试图摄入摄像头、三轴对位平台、待贴合屏以及Mark识别CCD，基准屏上设置测试图，透明真空吸附平台安装在轨道上，并沿轨道左右移动；透明真空吸附平台上设置转轴，转轴带动该透明真空吸附平台绕其水平轴线转动，待贴合膜吸附于透明真空吸附平台上方，待贴合膜上方设置测试图观察显示屏以及与测试图观察显示屏配合使用的测试图摄入摄像头；真空吸附平台行进路线上还设置有三轴对位平台、待贴合屏和Mark识别CCD，三轴对位平台和待贴合屏位于轨道下方，待贴合屏由三轴对位平台吸附于其上方，且待贴合屏不高于基准屏所在水平面，Mark识别CCD位于轨道上方，并对应设置于三轴对位平台上方；透明真空吸附平台与三轴对位平台构成双工位贴合。

进一步的，作为优选：

所述的透明真空吸附平台上设置有用于提供真空以吸附待贴合膜的主道，更优选的，所述的透明真空吸附平台上设置有若干个辅道，辅道与主道连通，以配合真空吸附的稳定进行。

所述的转轴与轨道同水平轴线设置，透明真空吸附平台在工作过程中会发生两种运动状态：沿轨道的水平移动和沿转轴的转动，为确保透明真空吸附平台工作的稳定性、保持其中心线的一致性，将转轴与轨道设置为同水平轴线方式。

所述的转轴旋转角度为180°。

所述的Mark识别CCD设置有两组，分别位于三轴对位平台的左右两端上方。Mark识别CCD设置两组，可对对位过程中的位置进行两道对位，从而有利于提高对位的精确性。更优选的，所述的两组Mark识别CCD分居三轴对位平台竖直中轴线两侧。贴合过程中，通常标识位置是对称设置在产品两端的，对称设置的两组Mark识别CCD不仅方便了自身的安装，也为标识标准位置提供了固定参考，确保对准精度和便捷度。

所述的透明真空吸附平台上设置有限位条，用于对待贴合膜进行粗对位。

同时，本申请还提供了一种利用上述装置实现精确定位的光栅精确对位贴合方法，将待贴合屏置于三轴对位平台上，并通过Mark识别CCD对位待贴合屏上的待贴合定位mark，并使之与基准屏上的基准对位mark位于同一直线上；将待贴合膜置于透明真空吸附平台上，并采用由两种纯色构成的测试图进行定位，当该测试图中两种纯色的交界线与测试图观察显示屏长边垂直时，即完成待贴合膜的定位；启动透明真空吸附平台和三轴对位平台的真空系统，待贴合膜和待贴合屏分别牢固吸附在各自的平台上；启动贴合系统，转轴转动并带动透明真空吸附平台转动至待贴合膜朝向待贴合屏所在平面，透明真空吸附平台沿轨道平移至三轴对位平台上方，三轴对位平台上移，待贴合膜即贴合在待贴合屏的上表面上；透明真空吸附平台和三轴对位平台复位，完成贴合的待贴合屏下料，即完成一轮对位贴合。

进一步的，作为优选：

所述的待贴合膜上设置有背胶，以减少OCA贴合。

所述的基准屏上贴合间隔玻璃即形成待贴合屏，此时无需进行待贴合屏与基准屏位于同一直线上的对准。

所述的测试图设置于基准屏上，基准屏点亮并显示专用测试图，该测试图通过光栅被摄像头拍摄并实时显示在观察显示屏上，即完成测试图的投射。待贴合膜与基准屏对位，此时，基准屏需点亮，并一直连接电源；待对位完成后，再贴合至待贴合屏，此时基准屏、待贴合屏均无需点亮，也无需反复连接电源。

本申请工作过程可分为对位和贴合两道工序，对位以屏幕投影进行对位，与常规如低目数尼龙丝网相比，不仅透光率高、精度高、观察效果好，而且避免了丝网不平整所造成的图像扭曲、影响判定等缺陷；两个工位工作实现及翻版全贴合，第一个工位即透明真空吸附平台用于吸附光栅膜，其材质是透明的（比如亚克力），透明真空吸附平台可以沿轴心进行180度翻转，该工位可以沿平移轨道水平移动，即可以移动到第二个工位即三轴对位平台的上方，三轴对位平台可采用普通真空吸附平台，用于吸附待贴合液晶屏，其具有XXY三轴控制，实现待贴合屏的对位调节，位于三轴对位平台上方的CCD用于识别待贴合屏的对位mark。

其中，透明真空吸附平台厚度由所贴膜的焦距决定，一般是6-12mm。透明真空吸附平台的下侧是一个基准屏，可以显示3D光栅专用测试软件或图，图像可以透过透明真空吸附平台，被位于透明真空吸附平台上方的测试图摄入摄像头拍摄，拍摄获得的图像可以实时显示在测试图观察显示屏上，供操作人员识别。

测试图摄入摄像头距离基准屏的放置距离位置一般为最佳观看距离，当最佳观看距离较远时，可以利用潜望镜的原理，通过45度镜来减小放置距离。

本申请的优点在于：

（1）贴合效率高，操作简单，设备原型是翻版贴合机，是成熟的设备；

（2）对位精度高，解决了用OCA贴合精度低的问题；

（3）无溢胶，解决LOCA贴合溢胶、清胶导致效率低下的问题；

（4）无需待贴合产品开机，避免电器损伤。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为本申请中基准屏与待贴合屏对准状态图；

图3为本申请中对位测试图；

图4为本申请贴合时状态示意图。

图中标号：1. 轨道；2. 透明真空吸附平台；21. 转轴；22. 主道；23. 辅道；3. 待贴合膜；4. 基准屏；41. 基准对位mark；5. 测试图观察显示屏；6. 测试图摄入摄像头；7.三轴对位平台；8. 待贴合屏；81. 待贴合对位mark；82. 间隔玻璃；9. Mark识别CCD；91.识别CCD一；92. 识别CCD二。

具体实施方式

实施例1

本实施例光栅精确对位贴合装置，结合图1，包括轨道1、透明真空吸附平台2、基准屏4、测试图观察显示屏5、测试图摄入摄像头6、三轴对位平台7、待贴合屏8以及Mark识别CCD9，基准屏4上设置测试图，透明真空吸附平台2安装在轨道1上，并沿轨道1左右移动；透明真空吸附平台2上设置转轴21，转轴21带动该透明真空吸附平台2绕其水平轴线转动，待贴合膜3吸附于透明真空吸附平台2上方，待贴合膜3上方设置测试图观察显示屏5以及与测试图观察显示屏5配合使用的测试图摄入摄像头6；真空吸附平台2行进路线上还设置有三轴对位平台7、待贴合屏8和Mark识别CCD9，三轴对位平台7和待贴合屏8位于轨道1下方，待贴合屏8由三轴对位平台7吸附于其上方，且待贴合屏8不高于基准屏4所在水平面，Mark识别CCD9位于轨道1上方，并对应设置于三轴对位平台7上方；透明真空吸附平台2与三轴对位平台7构成双工位贴合。

为实现更好的使用效果，上述方案进一步的设置如下：

透明真空吸附平台2上设置有用于提供真空以吸附待贴合膜3的主道22，更优选的，透明真空吸附平台2上设置有若干个辅道23，辅道23与主道22连通，主道22水平设置，辅道23以主道22分叉的形式竖直设置，以配合真空吸附的稳定进行。

为实现更好的使用效果，上述方案进一步的设置如下：

转轴21与轨道1同水平轴线设置，透明真空吸附平台2在工作过程中会发生两种运动状态：沿轨道1的水平移动和沿转轴21的转动，为确保透明真空吸附平台2工作的稳定性、保持其中心线的一致性，将转轴21与轨道1设置为同水平轴线方式。

为实现更好的使用效果，上述方案进一步的设置如下：转轴21旋转角度为180°，对应的，可带动透明真空吸附平台2做180°旋转。

为实现更好的使用效果，上述方案进一步的设置如下：

Mark识别CCD9设置有两组，即识别CCD一91和识别CCD二92，识别CCD一91和识别CCD二92分别位于三轴对位平台7的左右两端上方。Mark识别CCD9设置两组，可对对位过程中的位置进行两道对位，从而有利于提高对位的精确性。更优选的，识别CCD一91和识别CCD二92分居三轴对位平台7竖直中轴线两侧。贴合过程中，通常标识位置是对称设置在产品两端的，对称设置的识别CCD一91和识别CCD二92不仅方便了自身的安装，也为标识标准位置提供了固定参考，确保对准精度和便捷度。

为实现更好的使用效果，上述方案进一步的设置如下：透明真空吸附平台2上设置有限位条（类似于限框结构，图中未显示），用于对待贴合膜进行粗对位。

利用上述装置进行光栅精确对位贴合方法，将待贴合屏8置于三轴对位平台7上，并通过Mark识别CCD9对位待贴合屏上的待贴合定位mark，并使之与基准屏4上的基准对位mark位于同一直线上（参见图2）；将待贴合膜3置于透明真空吸附平台2上，并采用由两种纯色构成的测试图进行定位，当该测试图中两种纯色的交界线与测试图观察显示屏长边垂直（参见图3中右侧图像，左侧图像为未对准）时，即完成待贴合膜的定位；启动透明真空吸附平台2和三轴对位平台7的真空系统，待贴合膜3和待贴合屏8分别牢固吸附在各自的平台上；启动贴合系统，转轴21转动并带动透明真空吸附平台2转动至待贴合膜3朝向待贴合屏8所在平面（参见图4），透明真空吸附平台2沿轨道1平移至三轴对位平台7上方，三轴对位平台7上移，待贴合膜3即贴合在待贴合屏8的上表面上；透明真空吸附平台2和三轴对位平台7复位至图1所示状态，完成贴合的待贴合屏下料，即完成一轮对位贴合。

上述过程还可以具体描述为：

1）上A料，即待贴合屏：将待贴合屏放置到右工位的XYY三轴对位平台，CCD识别，对位mark，通过软件或人工的方式将使待贴合屏和基准屏的4个对位mark位于同一条直线上。基准屏一般和带贴合屏是同一个屏。

2）上B料，即待贴合膜（此处可采用光栅膜）：将待贴合膜放置到左工位的透明真空吸附平台上，平台上有限位条或限位点，使光栅膜的粗对位偏差在2mm以内。

测试图设置于基准屏4上，基准屏4点亮并显示专用测试图，该测试图通过光栅被测试图摄入摄像头6拍摄并实时显示在测试图观察显示屏5上，即完成测试图的投射。待贴合膜3与基准屏4对位，此时，基准屏4需点亮，一直连接电源；待对位完成后，再贴合至待贴合屏8，此时基准屏8、待贴合屏4均无需点亮，也无需反复连接电源。

在对位过程中，可人工或千分螺旋头微调整待贴合膜3，使测试图观察显示屏5上的测试图达到指定条件。测试图是用两种纯色图（如黑白色）按照裸眼3D显示原理制作的图片，该图片通过光栅成像后在一定的观看位置（一般为最佳观看距离）观察到上述纯色图像交替显示的画面（如图3中左侧图像），其中当且仅当上述纯色图像的交界线垂直于测试图观察显示屏长边方向时（如图3中右侧图像），光栅的位置是精确的。按上述方法对位的光栅精度，可以达到±0.01度，并且区分尺寸。

3）启动贴合：启动真空按钮，使待贴合屏和待贴合膜牢固吸附在各自平台上。撕掉待贴合膜表面的离型膜，启动贴合按钮，左工位沿翻转中心轴旋转180度，沿轨道平移到右工位上方。用滚轮将待贴合膜贴合在待贴合屏上表面。

4）下料检查：左右工位复位到初始状态，待贴合屏下料检查，无不良则进行下一步工序，如脱泡处理。

其中，透明真空吸附平台2厚度由所贴膜的焦距决定，一般是6-12mm。透明真空吸附平台2的下侧是一个基准屏4，可以显示3D光栅专用测试软件或图，图像可以透过透明真空吸附平台2，被位于透明真空吸附平台2上方的测试图摄入摄像头6拍摄，拍摄获得的图像可以实时显示在测试图观察显示屏5上，供操作人员识别。

测试图摄入摄像头6距离基准屏4的放置距离位置一般为最佳观看距离，当最佳观看距离较远时，可以利用潜望镜的原理，通过45度镜来减小放置距离。

测试图也可是用3D光栅专用测试软件合成的图、菲林图。

基准屏4也可以贴合在透明真空吸附平台2下侧面。

待贴合膜3可以不含背胶，当不含背胶时，需要增加一次OCA贴合，贴合流程和上述一致；含有背胶，则无需进行OCA贴合。

本申请工作过程可分为对位和贴合两道工序：

（1）对位以屏幕投影进行对位，与常规如低目数尼龙丝网相比，不仅透光率高、精度高、观察效果好，而且避免了丝网不平整所造成的图像扭曲、影响判定等缺陷。

（2）两个工位工作实现及翻版全贴合，第一个工位即透明真空吸附平台2用于吸附待贴合膜3（如：光栅膜），其材质是透明的（如：亚克力），透明真空吸附平台2可以沿轴心进行180°翻转，该工位可以沿轨道1水平移动，即可以移动到第二个工位即三轴对位平台7的上方，三轴对位平台7可采用普通真空吸附平台，用于吸附待贴合（液晶）屏8，其具有XXY三轴控制，实现待贴合屏8的对位调节，位于三轴对位平台7上方的Mark识别CCD9用于识别待贴合屏8的对位mark。

以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。

Claims (10)

1.光栅精确对位贴合装置，其特征在于：包括轨道、透明真空吸附平台、基准屏、测试图观察显示屏、测试图摄入摄像头、三轴对位平台、待贴合屏以及Mark识别CCD，基准屏上设置测试图，透明真空吸附平台安装在轨道上，并沿轨道左右移动；透明真空吸附平台上设置转轴，转轴带动该透明真空吸附平台绕其水平轴线转动，待贴合膜吸附于透明真空吸附平台上方，待贴合膜上方设置测试图观察显示屏以及与测试图观察显示屏配合使用的测试图摄入摄像头；真空吸附平台行进路线上还设置有三轴对位平台、待贴合屏和Mark识别CCD，三轴对位平台和待贴合屏位于轨道下方，待贴合屏由三轴对位平台吸附于其上方，且待贴合屏不高于基准屏所在水平面，Mark识别CCD位于轨道上方，并对应设置于三轴对位平台上方；透明真空吸附平台与三轴对位平台构成双工位贴合。

2.如权利要求1所述的光栅精确对位贴合装置，其特征在于：所述的透明真空吸附平台上设置有用于提供真空以吸附待贴合膜的主道。

3.如权利要求1所述的光栅精确对位贴合装置，其特征在于：所述的转轴与轨道同水平轴线设置。

4.如权利要求1所述的光栅精确对位贴合装置，其特征在于：所述的转轴旋转角度为180°。

5.如权利要求1所述的光栅精确对位贴合装置，其特征在于：所述的Mark识别CCD设置有两组，分别位于三轴对位平台的左右两端上方。

6.如权利要求1所述的光栅精确对位贴合装置，其特征在于：所述的透明真空吸附平台上设置有限位条。

7.如权利要求1所述装置进行光栅精确对位贴合的方法，其特征在于：将待贴合屏置于三轴对位平台上，并通过Mark识别CCD对位待贴合屏上的待贴合定位mark，并使之与基准屏上的基准对位mark位于同一直线上；将待贴合膜置于透明真空吸附平台上，并采用由两种纯色构成的测试图进行定位，当该测试图中两种纯色的交界线与测试图观察显示屏长边垂直时，即完成待贴合膜的定位；启动透明真空吸附平台和三轴对位平台的真空系统，待贴合膜和待贴合屏分别牢固吸附在各自的平台上；启动贴合系统，转轴转动并带动透明真空吸附平台转动至待贴合膜朝向待贴合屏所在平面，透明真空吸附平台沿轨道平移至三轴对位平台上方，三轴对位平台上移，待贴合膜即贴合在待贴合屏的上表面上；透明真空吸附平台和三轴对位平台复位，完成贴合的待贴合屏下料，即完成一轮对位贴合。

8.如权利要求7所述的光栅精确对位贴合方法，其特征在于：所述的测试图设置于基准屏上，基准屏点亮并显示专用测试图，该测试图通过光栅被摄像头拍摄并实时显示在观察显示屏上，即完成测试图的投射。

9.如权利要求7或8所述的光栅精确对位贴合方法，其特征在于：所述的待贴合膜与基准屏对位时，基准屏需点亮；所述的待贴合膜与待贴合屏贴合时，基准屏、待贴合屏均无需点亮。

10.如权利要求7所述的光栅精确对位贴合方法，其特征在于：所述的待贴合膜上设置有背胶。