CN109884810A - 一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台 - Google Patents

一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,包括机架、治具模块、自动读码模块、侧光源照明模块、相机检测模块、除尘模块和自动光学检测模块,治具模块包括治具、压接件及气缸;自动读码模块用于读取背光模组上所贴的条码并将信息传送给自动光学检测模块;除尘模块用于对背光模块表面进行除尘;相机检测模块包括微调滑台组件和相机,相机对背光模组进行拍摄并将获得的光学图像转化为数字信号传给自动光学检测模块,自动光学检测模块与保存的标准图像进行分析对比,实现对背光模组的缺陷检测并判断背光模组是否合格。本发明提高了背光模组缺陷检测的准确性和效率以及整个生产线背光模组的良率,大大降低了人工和时间成本。

Description

一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台
技术领域
本发明属于液晶模组背光检测设施领域,更具体地,涉及一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台。
背景技术
背光模组为液晶显示器面板的关键零组件之一。功能在于供应充足的亮度与分布均匀的光源,使其能正常显示影像。背光模组因其具有质量轻、厚度薄、耗电低等优点,已经被广泛应用于各类电子产品以及个人数字助理等现代化信息设备。
随着数值化、信息化越趋明显,背光模组发挥越来越关键的作用,伴随而来的是激烈的市场竞争,用户对背光模组的品质要求也在不断的提高,这便促使背光模组制造商必须重视背光模组各个环节的检测,以杜绝出厂的背光模组刮伤、脏污以及亮点等缺陷。
目前,业内对背光模组检测较为常用的方法是人工检测,此方法不仅劳动强度大,检测效率低。更甚,由于检测人员视觉差异的存在,无法对检测精度制定统一的标准,很难保证产品质量。另外,人工检测不能反馈实时检测精确结果,无法及时调整制造生产工艺,提高良率,使得整体产能较低。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其可以实现检测工序程序化,能够做到随时反馈,随时改善制造生产工艺,提高产品良率。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,包括机架以及安装在该机架上的治具模块、自动读码模块、侧光源照明模块、相机检测模块、除尘模块和自动光学检测模块,其中,
所述治具模块包括治具、压接件及气缸,所述治具安装在所述机架上,以用于固定背光模组,所述气缸安装在所述机架上并且其活塞杆上安装所述压接件,以控制所述压接件与背光模组上的柔性电路板接触或断开;
所述自动读码模块用于读取背光模组上所贴的条码并将信息传送给所述自动光学检测模块;
所述除尘模块包括第一导轨、第一支架、伺服电机、带传动机构和除尘滚轮,所述第一导轨水平安装在所述机架上,所述伺服电机通过所述带传动机构驱动所述第一支架移动,所述第一支架通过第一滑块安装在所述导轨上,所述除尘滚轮安装在所述第一支架上,以用于在移动时对背光模块表面进行除尘;
所述侧光源照明模块用于在背光模组熄灭时对背光模组进行照明;
所述相机检测模块包括微调滑台组件和相机,所述微调滑台组件安装在所述机架上,所述相机安装在所述微调滑台组件上。
优选地,所述背光模组的上方设置有多个所述相机检测模块。
优选地,设置在背光模组正上方的相机检测模块为正视相机检测模块,并且该正视相机检测模块的微调滑台组件通过丝杠组件安装在所述机架上,所述丝杠组件包括第二导轨、丝杠、螺母、驱动手轮和第二支架,所述丝杠竖直设置并且可转动安装在所述机架上,该丝杠与该驱动手轮连接,所述螺母螺纹连接在所述丝杠上,所述第二支架与所述螺母固定连接,并且该第二支架还通过第二滑块安装在所述第二导轨上,所述第二导轨竖直安装在所述机架上,所述微调滑台组件安装在所述第二支架上。
优选地,设置在背光模组斜上方的相机检测模块为侧视相机检测模块,所述微调滑台组件通过位置调整组件安装在所述机架上,该位置调整组件包括第三导轨、第三滑块、直线导轨夹具和第三支架,所述第三导轨竖直安装在所述机架上,所述第三滑块安装在所述第三导轨上,所述直线导轨夹具安装在该第三滑块上,以用于调整所述第三滑块在所述第三导轨上的位置,所述微调滑台组件通过所述第三支架安装在所述第三滑块上。
优选地,所述第三支架包括固定架和旋转架,所述固定架固定安装在所述第三滑块上,所述旋转架通过水平设置的铰轴铰接在所述固定架上,并且在所述固定架上以该铰轴为中心设置有弧形孔,螺栓穿过所述弧形孔后连接在所述旋转架上。
优选地,所述第一支架包括第一架体和第二架体,所述第一架体通过所述第一滑块安装在所述第一导轨上,所述除尘滚轮通过铰轴可转动安装在所述第二架体上,所述第二架体与所述第一架体之间设置有缓冲弹簧。
优选地,所述微调滑台组件包括可调整相机角度的滑台和/或可调整相机轴向位移的滑台。
优选地,所述侧光源照明模块通过支撑座安装在所述机架上,所述支撑座包括固定座和旋转座,所述固定座固定安装在所述机架上,所述旋转座通过水平设置的铰轴铰接在所述固定座上,并且在所述固定座上以该铰轴为中心设置有弧形孔,螺栓穿过所述弧形孔后连接在所述旋转座上。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1)本发明提出了一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,使用除尘模块对背光模组进行除尘处理,利用背光模组与侧光源营造背/侧光照环境,利用正视相机检测模块/侧视相机检测模块进行取图拍照以及数据传递,使用自动光学检测模块将所传递来的数据与保存标准图样数据进行分析对比来实现对背光模组检测,随后,能快速输出背光模组缺陷信息,生产人员根据这些信息可以及时调整制造生产工艺。本标准机台结构简单,提高了背光模组缺陷检测的准确性和效率以及整个生产线背光模组的良率,大大降低了人工和时间成本。另外,可以多层次以及多方位设置侧视相机检测模块/侧光源,满足不同的检测需求。
2)本发明可以实现检测工序程序化,能够做到随时反馈,随时改善制造生产工艺,提高产品良率。
3)本发明可以将检测标准统一,同时检测准确度高,从而有效避免出厂的背光模组质量参差不齐的现象。
4)本发明可取代人员检测过程,从而降低人工成本和时间成本。
附图说明
图1是本发明中多相机标准机台的结构示意图;
图2是本发明中正视相机检测模块的结构示意图
图3是本发明中侧视相机检测模块的结构示意图;
图4是本发明中侧光源的结构示意图;
图5是本发明中除尘模块的结构示意图;
图6是本发明中背光模组治具模块的结构示意图;
图7是本发明中采用多相机标准机台进行检测的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1~图6所示,一种用于背光模组(即BLU)缺陷检测的多相机标准机台,包括机架800以及共同安装在该机架800上的治具模块500、自动读码模块700、除尘模块400、侧光源照明模块300、相机检测模块和自动光学检测模块600(即AOI模块),其中:
所述治具模块500包括治具501、压接件502及气缸503,所述治具501安装在所述机架800上,以用于固定背光模组900,所述气缸503安装在所述机架800上并且其活塞杆上安装所述压接件502,以控制所述压接件502上的正负极与背光模组900上的柔性电路板接触或断开,从而控制使背光模组900点亮或熄灭,进而营造出所需的背光照环境,压接件502相当于一个控制开关,可以控制背光模组900的点亮或熄灭;气缸503的工作可以通过自动光学检测模块600来控制。
自动读码模块700用于读取背光模组900上所贴的条码并将信息传送给所述自动光学检测模块,该自动读码模块700可读取所有机种的各类条码,其作为整个流程命令的输入端口,具体为当背光模组900固定在治具501上时,自动读码模块700读取背光模组900上面的信息,并传递给自动光学检测模块600,使自动光学检测模块600控制后续流程中的一连串工况。
所述除尘模块400包括第一导轨、第一支架403、伺服电机402、带传动机构401和除尘滚轮404,所述第一导轨水平安装在所述机架800上,所述伺服电机402通过所述带传动机构401驱动所述第一支架403移动,所述第一支架403通过第一滑块安装在所述第一导轨上,所述除尘滚轮404安装在所述第一支架403上,以用于在移动时对背光模块表面进行除尘。优选地,所述第一支架403包括第一架体405和第二架体406,所述第一架体405通过第一滑块安装在所述第一导轨上,所述除尘滚轮404通过铰轴可转动安装在所述第二架体406上,所述第二架体406与所述第一架体405之间设置有缓冲弹簧,缓冲弹簧具有减震、减缓冲击的功能。伺服电机402控制带传动机构401工作时,带传动机构401可以带着除尘滚轮404从背光模组900的一端运动到另一端,从而能快速除出背光模组900生产过程中所产生的微小颗粒、杂质、纤维、铜屑、尘埃等。
所述侧光源照明模块300用于在背光模组900熄灭时对背光模组900进行照明,以营造出所需的光照环境。
所述相机检测模块包括微调滑台组件和相机,所述微调滑台组件安装在所述机架800上,所述相机安装在所述微调滑台组件上,以用于对背光模组900进行拍摄并将获得的光学图像转化为数字信号传送给所述自动光学检测模块600,该自动光学检测模块600将获得的数字信号与保存的标准图像进行分析对比,以实现对背光模组900的缺陷检测并判断背光模组900是否合格。本发明中,所述微调滑台组件包括可调整相机角度的滑台和/或可调整相机轴向位移的滑台,如果以相机的镜头的轴线为Z轴,以垂直于该Z轴的平面为XY平面建立笛卡尔坐标系(该笛卡尔坐标系在相机位置调整的过程中方位也是变化的),则所述微调滑台组件包括可使相机的镜头绕X轴旋转的滑台、可使相机的镜头绕Y轴旋转的滑台和/或可使相机的镜头沿平行于Z轴滑动的滑台,这些滑台都是现有的装置,譬如高明铁公司生产的系列滑台,此处不再赘述。通过这些滑台的工作,可以调整相机的方位。
进一步,所述相机检测模块设置有多个并且它们均位于所述背光模组900的上方,其中的一个相机检测模块设置在所述背光模组900的正上方,即该相机检测模块的相机在背光模组900上的投影位于该背光模组900所围区域内;还有一些相机检测模块设置在所述背光模组900的斜上方,也即这些相机检测模块的相机在背光模组900上的投影均位于该背光模组900所围区域外之外。
进一步,设置在背光模组900正上方的相机检测模块为正视相机检测模块100,并且该正视相机检测模块100的第一微调滑台组件103通过丝杠组件安装在所述机架800上,所述丝杠组件包括第二导轨104、丝杠105、螺母、驱动手轮和第二支架,所述第二导轨104和丝杠105分别竖直安装在所述机架800上,并且丝杠105可转动所述机架800上(丝杠105的上下两端分别通过轴承安装在机架800上),驱动手轮与所述丝杠105固定连接,以用于驱动所述丝杠105转动,所述螺母螺纹连接在所述丝杠105上,所述第二支架与所述螺母固定连接,并且该第二支架还通过第二滑块安装在所述第二导轨104上,所述第一微调滑台组件103安装在所述第二支架上。在正视相机检测模块100的第一相机101和第一微调滑台组件103之间还可以设置一些调节板,在各调节板上分别设置平行于X轴的腰型孔和平行于Y轴的腰型孔,螺栓穿过腰型孔将第一相机101连接在调整板上,从而可以通过腰型孔来调整第一相机101的镜头102的水平位置;通过对丝杠以及第一微调滑台组件103调节,获得第一相机101的镜头102的最佳拍摄视角,最终满足取像的需求,正视相机检测模块100可以在背光模组900点屏营造背光环境以及侧光照环境下,对背光模组900进行图像拍摄,并把光学影像转化为数字信号,进而将数字信号传递给自动光学检测模块600用以准确判断背光模组900的缺陷。
进一步,设置在背光模组900斜上方的相机检测模块为侧视相机检测模块200,所述侧视相机检测模块200的第二微调滑台组件204通过位置调整组件安装在所述机架800上,该位置调整组件包括第三导轨203、第三滑块、直线导轨夹具和第三支架205,所述第三导轨203竖直安装在所述机架800上,所述第三滑块安装在所述第三导轨203上,所述直线导轨夹具安装在该第三滑块上,所述第一微调滑台组件通过所述第三支架安装在所述第三滑块上。需要调整侧视相机检测模块200的位置时,可以先逆时针转动直线导轨夹具的把手,直线导轨夹具上与第三导轨配合的加齿便会松开,然后,将侧视相机检测模块200沿导轨的纵向移动到所要求的高度;最后,顺时针转动直线导轨夹具上面的把手,直线导轨夹具上的加齿便夹紧导轨,侧视相机检测模块200的位置便固定住了。优选地,所述第三支架205包括固定架和旋转架,所述固定架固定安装在所述滑块上,所述旋转架通过水平设置的铰轴铰接在所述固定架上,并且在所述固定架上以该铰轴为中心设置有弧形孔,螺栓穿过所述弧形孔后连接在所述旋转架上,以用于调整所述旋转架的位置,通过旋转架的旋转,可以大幅度地调整侧视相机检测模块200的第二相机201的方位,从而可以使侧视相机检测模块200以多视角对背光模组900进行图像拍摄;通过对第二微调滑台组件204调节,获得第二相机201的镜头202最佳的拍摄视角,最终满足侧视相机检测模块200取像的需求;
进一步,侧视相机检测模块200可以设置在机架800的不同侧,而且每一侧的侧视相机检测模块200可以设置多个并且它们上下分层设置,这样这些侧视相机检测模块200分层后,第二相机201可以在背光模组900点屏营造背光环境以及侧光照环境下,以不同视角对背光模组900进行拍摄,并把光学影像转化为数字信号,进而将信号传递给自动光学检测模块600用以准确判断背光模组900的缺陷。
进一步,所述侧光源照明模块300通过支撑座302安装在所述机架800上,所述支撑座302包括固定座303和旋转座304,所述固定座303固定安装在所述机架800上,所述旋转座304通过水平设置的铰轴铰接在所述固定座303上,并且在所述固定座303上以该铰轴为中心设置有弧形孔,螺栓穿过所述弧形孔后连接在所述旋转座304上,以用于调整所述旋转座304的位置,进而调整所述侧光源照明模块300的位置,通过旋转座304的旋转,可以大幅度地调整侧光源照明模块300的方位,从而实现对背光模组900的照明,营造出所需的照明环境。
本发明的自动光学检测模块600包括各种控制模块、图像处理/检测模块,其主要功能包括两点:第一,作为整个检测过程的控制中心(控制电机动作带动除尘滚轮404进行除尘、背光模组900屏点亮/熄灭、侧光源301回来关/断,正视相机检测模块100/侧视相机检测模块200进行取像等后续的一连串工况。);第二,将由正视相机检测模块100/侧视相机检测模块200传递而来的数据与自动光学检测模块600系统中保存标准图样数据进行分析对比,来实现对背光模组900检测,判断背光模组900是否合格。
如图7所示,本发明的多相机标准机台的工作过程如下:
1)将背光模组900固定在治具501上,并设置好正视相机检测模块100/侧视相机检测模块200检测模块拍摄视角;
2)自动读码器自动读取背光模组900上面的条码信息后传递给自动光学检测模块600,随后自动光学检测模块600控制除尘模块400中电机驱动除尘滚轮404运动,除尘滚轮404除尘完毕后,返回原地;
3)治具模块500的气缸503接收到自动光学检测模块600的控制命令,带动压接件502向下运动,背光模组900点屏回路接通,背光模组900点亮,营造出背光环境;
4)背光检测:自动光学检测模块600控制正视相机检测模块100/侧视相机检测模块200拍摄图片,正视相机检测模块100/侧视相机检测模块200将获得的光学影像转化成一系列数据传送给自动光学检测模块600,自动光学检测模块600将获得的数据与保存的标准图样数据进行分析对比来实现对背光模组900检测;
5)治具模块500的气缸503接收到自动光学检测模块600的命令,带动压接件502向上运动,背光模组900点屏回路断开,背光模组900熄灭;
6)侧光检测:自动光学检测模块600控制侧光源301点亮,自动光学检测模块600控制正视相机检测模块100/侧视相机检测模块200拍摄图片,正视相机检测模块100/侧视相机检测模块200将获得的光学影像转化成一系列数据传送给自动光学检测模块600,自动光学检测模块600将获得数据与保存标准图样数据进行分析对比来实现对背光模组900检测;
7)自动光学检测模块600根据背光检测/侧光检测这两次检测结果判定背光模组900是否合格。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,包括机架以及安装在该机架上的治具模块、自动读码模块、侧光源照明模块、相机检测模块、除尘模块和自动光学检测模块,其中,
所述治具模块包括治具、压接件及气缸,所述治具安装在所述机架上,以用于固定背光模组,所述气缸安装在所述机架上并且其活塞杆上安装所述压接件,以控制所述压接件与背光模组上的柔性电路板接触或断开;
所述自动读码模块用于读取背光模组上所贴的条码并将信息传送给所述自动光学检测模块;
所述除尘模块包括第一导轨、第一支架、伺服电机、带传动机构和除尘滚轮,所述第一导轨水平安装在所述机架上,所述伺服电机通过所述带传动机构驱动所述第一支架移动,所述第一支架通过第一滑块安装在所述导轨上,所述除尘滚轮安装在所述第一支架上,以用于在移动时对背光模块表面进行除尘;
所述侧光源照明模块用于在背光模组熄灭时对背光模组进行照明;
所述相机检测模块包括微调滑台组件和相机,所述微调滑台组件安装在所述机架上,所述相机安装在所述微调滑台组件上。
2.根据权利要求1所述的一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,所述背光模组的上方设置有多个所述相机检测模块。
3.根据权利要求2所述的一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,设置在背光模组正上方的相机检测模块为正视相机检测模块,并且该正视相机检测模块的微调滑台组件通过丝杠组件安装在所述机架上,所述丝杠组件包括第二导轨、丝杠、螺母、驱动手轮和第二支架,所述丝杠竖直设置并且可转动安装在所述机架上,该丝杠与该驱动手轮连接,所述螺母螺纹连接在所述丝杠上,所述第二支架与所述螺母固定连接,并且该第二支架还通过第二滑块安装在所述第二导轨上,所述第二导轨竖直安装在所述机架上,所述微调滑台组件安装在所述第二支架上。
4.根据权利要求2所述的一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,设置在背光模组斜上方的相机检测模块为侧视相机检测模块,所述微调滑台组件通过位置调整组件安装在所述机架上,该位置调整组件包括第三导轨、第三滑块、直线导轨夹具和第三支架,所述第三导轨竖直安装在所述机架上,所述第三滑块安装在所述第三导轨上,所述直线导轨夹具安装在该第三滑块上,以用于调整所述第三滑块在所述第三导轨上的位置,所述微调滑台组件通过所述第三支架安装在所述第三滑块上。
5.根据权利要求4所述的一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,所述第三支架包括固定架和旋转架,所述固定架固定安装在所述第三滑块上,所述旋转架通过水平设置的铰轴铰接在所述固定架上,并且在所述固定架上以该铰轴为中心设置有弧形孔,螺栓穿过所述弧形孔后连接在所述旋转架上。
6.根据权利要求1所述的一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,所述第一支架包括第一架体和第二架体,所述第一架体通过所述第一滑块安装在所述第一导轨上,所述除尘滚轮通过铰轴可转动安装在所述第二架体上,所述第二架体与所述第一架体之间设置有缓冲弹簧。
7.根据权利要求1所述的一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,所述微调滑台组件包括可调整相机角度的滑台和/或可调整相机轴向位移的滑台。
8.根据权利要求1所述的一种用于背光模组缺陷检测的多相机标准机台,其特征在于,所述侧光源照明模块通过支撑座安装在所述机架上,所述支撑座包括固定座和旋转座,所述固定座固定安装在所述机架上,所述旋转座通过水平设置的铰轴铰接在所述固定座上,并且在所述固定座上以该铰轴为中心设置有弧形孔,螺栓穿过所述弧形孔后连接在所述旋转座上。
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