CN110470225B - 贴合设备和贴合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种贴合设备及贴合方法,该贴合设备包括:对位机构,包括第一治具、第二治具、激光器、光学检测器、调整平台及第一摄像模组,所述第一治具开设有第一透光孔且用于固定第一工件,所述第二治具开设有第二透光孔且用于固定第二工件,所述激光器发射的激光束依次通过所述第一工件、所述第二工件并形成出射光束,所述光学检测器用于检测所述出射光束的强度以判断所述第一工件和所述第二工件是否实现对位,所述第一摄像模组用于获取所述第一工件和所述第二工件完成对位后的第一相对位置的信息;贴合机构,用于将所述第一工件和所述第二工件校准至所述第一相对位置后进行贴合。该贴合设备实现了第一工件和第二工件的对位及贴合。
Description
技术领域
本发明涉及偏光片贴合技术领域,特别是涉及一种贴合设备及贴合方法。
背景技术
偏光片(Polarizer,POL)能够使入射光线中与其偏光轴方向一致的光波透过。对2片偏光片进行贴合时,需要先进行对位以使二者的偏光轴方向呈设定角度。通常采用的对位方式为:激光器发射的激光依次透过2片偏光片,然后进入光学检测器(PhotoDetector),调整2片偏振片的相对位置使得光学检测器检测到的偏振光强度达到预设值。
网板式贴合设备由于具有贴合效率高等优势而得到广泛应用。但是,采用现有的网板式贴合设备进行偏光片的贴合时,为实现偏光片的对位,需要在上压头和下治具网板分别开设供激光透过的圆孔,会产生如下后果:一方面,导致下治具网板破真空而无法实现对工件的吸附,另一方面在贴合时会出现圆孔印记、压痕等缺陷。换言之,现有网板式贴合设备无法适用于偏光片的对位贴合。
发明内容
基于此,有必要针对现有网板式贴合设备无法适用于偏光片的对位贴合的问题,提供一种贴合设备及贴合方法。
一种贴合设备,包括:
对位机构,包括第一治具、第二治具、激光器、光学检测器、调整平台及第一摄像模组,所述第一治具开设有第一透光孔且用于固定第一工件,所述第二治具开设有第二透光孔且用于固定第二工件,所述激光器发射的激光束依次通过所述第一工件、所述第二工件并形成出射光束,所述光学检测器用于检测所述出射光束的强度以判断所述第一工件和所述第二工件是否实现对位,所述调整平台用于带动所述第一治具相对所述第二治具移动以使所述第一工件和所述第二工件实现对位,所述第一摄像模组用于获取所述第一工件和所述第二工件完成对位后的第一相对位置的信息;
贴合机构,用于承接所述第一工件和所述第二工件,并将所述第一工件和所述第二工件校准至所述第一相对位置后进行贴合
上述贴合设备,采用对位机构使第一工件和第二工件完成AA对位后,第一摄像模组记录第一工件和第二工件的第一相对位置信息,贴合机构能够根据前述第一相对位置信息,将第一工件和第二工件的相对位置校准至对位状态,而后进行贴合。该贴合设备实现了第一工件和第二工件的对位及贴合。
在其中一个实施例中,所述贴合机构包括第二摄像模组和调节单元,所述第二摄像模组用于获取所述第一工件和所述第二工件的第二相对位置的信息,所述调节单元能够根据所述第二相对位置与所述第一相对位置的偏差调节所述第二工件和所述第一工件的相对位置。
在其中一个实施例中,所述贴合机构包括贴合组件,所述贴合组件包括相对设置的压头和网板,所述压头用于固定所述第一工件,所述网板用于固定所述第二工件,所述贴合组件还包括升降单元,所述升降单元用于带动所述压头靠近或远离所述网板。
在其中一个实施例中,所述贴合组件还包括滚压单元,所述滚压单元设于所述网板背离所述压头的一侧。
在其中一个实施例中,所述第一摄像模组包括两个相对设置的CCD光学镜头,所述第一工件设有第一标记,所述第二工件设有第二标记,所述第一摄像模组通过所述CCD光学镜头拍摄所述第一标记和所述第二标记的影像信息并将所述影像信息转换为相对位置信息。
在其中一个实施例中,所述调整平台包括旋转驱动单元。
一种贴合方法,包括以下步骤:
将第一工件和第二工件置于对位工位,并将激光束依次透过第一工件和第二工件以获得出射光束,根据出射光束的强度,调整所述第一工件和所述第二工件的相对位置以使所述第一工件和所述第二工件实现对位,同时获取标准对位信息;
将所述第一工件和所述第二工件转移至贴合工位;
根据所述标准对位信息,校准所述第一工件和所述第二工件的相对位置;
对所述第一工件和所述第二工件进行贴合。
在其中一个实施例中,根据所述标准对位信息,校准所述第一工件和所述第二工件的相对位置的步骤包括:
获取第一工件和第二工件在贴合工位的实际对位信息,根据所述实际对位信息和所述标准对位信息的偏差调节所述第一工件和所述第二工件的相对位置。
在其中一个实施例中,所述第一工件设有两个第一标记,两个所述第一标记形成第一标记线,所述第二工件设有两个第二标记,两个所述第二标记形成第二标记线,所述标准对位信息包含完成对位后所述第一标记线和所述第二标记线的夹角。
在其中一个实施例中,调整所述第一工件和所述第二工件的相对位置的步骤,和/或,校准所述第一工件和所述第二工件的相对位置的步骤包括:
使所述第一工件相对所述第二工件旋转。
附图说明
图1为一实施例中贴合设备中对位机构的结构示意图;
图2为图1所示对位机构的工作原理示意图;
图3为一实施例中贴合设备中贴合机构的结构示意图;
图4为图1所示对位机构中第一治具和调整平台的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请结合参阅图1、图2及图3,一种贴合设备包括对位机构10、中转机构(图未示出)及贴合机构20。对位机构10用于实现第一工件210和第二工件220的对位,并记录第一工件210和第二工件220完成对位后的第一相对位置的信息。中转机构用于将第一工件210和第二工件220由对位机构10转移至贴合机构20。贴合机构20用于将第一工件210和第二工件220校准至第一相对位置后进行贴合。
在一些实施例中,该贴合设备应用于两个偏光片的贴合。在其他实施例中,该贴合设备还应用于在光学镜片的相对表面分别贴附偏光片。例如,在镜片的相对表面分别贴合APF膜(Advanced Polarizing Film,高级偏振膜,简称APF膜)和QWP膜(Quarter WavePlate,四分之一波片,简称QWP膜)。
请参阅图1和图4,对位机构10包括第一治具11、第二治具12、激光器13、光学检测器14(Photo Detector)、调整平台15及第一摄像模组16。第一治具11开设有第一透光孔111且用于固定第一工件210,第二治具12开设有第二透光孔121且用于固定第二工件220,激光器13发射的激光束依次通过第一工件210、第二工件220并形成出射光束。光学检测器14用于检测出射光束的强度以判断第一工件210和第二工件220是否实现对位。调整平台15用于带动第一治具11相对第二治具12移动以使第一工件210和第二工件220实现对位。第一摄像模组16用于获取第一工件210和第二工件220完成对位后的第一相对位置的信息。
上述贴合设备,采用对位机构10使第一工件210和第二工件220完成AA(ActiveAlignment,主动校准)对位后,对位机构10的第一摄像模组16记录第一工件210和第二工件220的第一相对位置信息,贴合机构20能够根据前述第一相对位置信息,将第一工件210和第二工件220的相对位置校准至对位状态,而后进行贴合。该贴合设备实现了第一工件210和第二工件220的对位及贴合。
具体的,激光器13、第一治具11、第二治具12及光学检测器14依次排列。其中,第一治具11上开设的第一透光孔111、第二治具12上开设的第二透光孔121与激光器13的发射端相对准,以便激光器13发射的激光束透过放置于第一治具11的第一工件210、以及放置于第二治具12的第二工件220。
第一工件210和第二工件220进行对位的工作原理如下:激光器13发射的激光束依次透过第一工件210、第二工件220得到出射光束,光学检测器14检测出射光束的强度,以判断第一工件210和第二工件220是否实现对位。可以理解的,当两个偏光片的偏光轴相互平行时,透过两个偏光片的偏振光强度最大;当两个偏光片的偏光轴相互垂直时,透过两个偏光片的偏振光强度最小。例如,设定第一工件210和第二工件220的校准目标状态为偏光轴相互平行,即第一工件210的偏光轴和第二工件220的偏光轴的夹角为0°,测试出此时的偏振光强度为a。在对位过程中,调节第一工件210和第二工件220的相对位置,当光学检测器14检测到出射光束的强度为a时,表明第一工件210和第二工件220实现了对位。
需要说明的是,第一治具11和第二治具12均包括真空吸附板,真空吸附板上形成有吸附面。第一治具11的吸附面和第二治具12的吸附面相对设置,以便第一摄像模组16获取位于第一治具11的第一工件210和位于第二治具12的第二工件220的相对位置信息。
第一摄像模组16包括两个相对设置的CCD光学镜头161。当光学检测器14检测到第一工件210和第二工件220完成对位后,第一摄像模组16移动至第一治具11和第二治具12之间,其中一个CCD光学镜头161用于拍摄第一工件210的图像,另一个CCD光学镜头161用于拍摄第二工件220的图像,通过计算获得第一工件210和第二工件220的相对位置信息。进一步地,第一工件210设有第一标记,第二工件220设有第二标记,第一摄像模组16通过两个CCD光学镜头161获取第一标记和第二标记的影像信息,并转换为相对位置信息。
在一实施例中,调整平台15包括旋转驱动单元。在对位过程中,第二治具12保持静止,即以第二工件220作为基准,通过旋转驱动单元带动第一治具11发生偏转,使位于第一治具11的第一工件210相对位于第二治具12的第二工件220发生摆动。旋转驱动单元具体为旋转电机和减速器的装配体。
请参阅图3,贴合机构20包括贴合组件21、第二摄像模组22及调节单元。贴合组件21包括相对设置的压头21a和网板21b,压头21a用于固定第一工件210,网板21b用于固定第二工件220。第二摄像模组22用于获取第一工件210和第二工件220的第二相对位置的信息,调节单元能够根据第二相对位置与第一相对位置的偏差调节第二工件220和第一工件210的相对位置。
中转机构将第一工件210和第二工件220由对位机构10转移至贴合机构20的过程中,不可避免地会存在精度损失,因此在贴合前需要将第一工件210和第二工件220的相对位置校准至对位状态。具体的,第一工件210转移至压头21a,第二工件220转移至网板21b后,第二摄像模组22移动至压头21a和网板21b之间,以获取第一工件210和第二工件220的第二相对位置的信息,并将第二相对位置信息传输至控制模块。控制模块计算出第一相对位置信息和第二相对位置信息的偏差,控制调节单元调整第一工件210和第二工件220的相对位置,直至第一工件210和第二工件220恢复至对位状态。
具体的,调节单元为内嵌于压头21a的旋转平台,能够使第一工件210发生一定角度的转动。第二摄像模组22的具体结构可以参照第一摄像模组16,在此不再赘述。
贴合组件21还包括升降单元21c,升降单元21c用于带动压头21a靠近或远离网板21b。为方便第二摄像模组22取像,压头21a和网板21b需保持一定的间距;而在贴合过程中压头21a和网板21b相互靠拢,通过设置升降单元21c,方便调整压头21a和网板21b的间距。
贴合组件21还包括滚压单元21d,滚压单元21d设于网板21b背离压头21a的一侧。滚压单元21d包括滚轮、升降模组及直线运动模组。在贴合制程中,升降模组带动滚轮上升至与网板21b相抵接,而后直线运动模组带动滚轮在网板21b的背面进行滚压,使得位于网板21b上的第二工件220逐步贴合于位于压头21a的第一工件210上。
若第一工件210和第二工件220在贴合前未进行对位,那么需要在贴合组件21的压头21a和网板21b上分别开设圆孔,使激光通过分别放置于压头21a和网板21b的两个偏光片,以实现AA对位。然而,在网板21b上开设圆孔会导致网板21b破真空而无法实现对工件的吸附,在压头21a开设圆孔导致贴合时出现圆孔印记、压痕等缺陷。上述贴合设备,通过单独设置的对位机构10在贴合前对第一工件210和第二工件220实现AA对位,因此在无需改变贴合组件21的结构的情况下,即实现了对位操作。换言之,该贴合设备实现了第一工件210和第二工件220的精准对位,同时保证了贴合制程的正常进行。
一种贴合方法,包括以下步骤:
S100:将第一工件210和第二工件220置于对位工位,并将激光束依次透过第一工件210和第二工件220以获得出射光束,根据出射光束的强度,调整第一工件210和第二工件220的相对位置以使第一工件210和第二工件220实现对位,同时获取标准对位信息。
S200:将第一工件210和第二工件220转移至贴合工位。
S300:根据标准对位信息,校准第一工件210和第二工件220的相对位置;
S400:对第一工件210和第二工件220进行贴合。
上述贴合方法,将第一工件210和第二工件220进行AA对位后,再转移至贴合工位进行贴合,即对位过程和贴合过程分别在不同的工位完成,一方面保证了贴合精度,另一方面,无需为实现对位而对现有贴合机构20的结构做出大的改动而导致贴合过程无法正常进行。
步骤S300包括:获取第一工件210和第二工件220在贴合工位的实际对位信息,根据实际对位信息和标准对位信息的偏差调节第一工件和第二工件的相对位置。
在一实施例中,第一工件210设有两个第一标记,两个第一标记连接后形成第一标记线,第二工件220设有两个第二标记,两个第二标记连接后形成第二标记线,标准对位信息包含完成对位后第一标记线和第二标记线的夹角。
在一实施例中,应用前述贴合设备100实现该贴合方法,具体贴合过程如下:
S100:将第一工件210放置于第一治具11上,将第二工件220放置于第二治具12上,打开激光器13,激光器13发射的激光束依次透过第一工件210、第二工件220形成出射光束。调整平台15带动第一治具11缓慢转动,同时,光学探测器14检测出射光束的强度。当光学探测器14检测到出射光束的强度达到设定值a时,即表明第一工件210和第二工件220实现了对位,调整平台15停止运动。而后,第一摄像模组16移动至第一治具11和第二治具12之间,拍摄第一工件210上第一标记和第二工件220上第二标记的影像信息并转换为标准对位信息。
S200:中转机构由对位机构10承接第一工件210和第二工件220,并带动第一工件210和第二工件220移动至贴合机构20。其中,第一工件210转移至贴合机构20的压头21a上,第二工件220转移至贴合机构20的网板21b上。
为避免转移过程中存在精度损失,贴合前,贴合机构20需要将第一工件210和第二工件220调整至对位状态。
S300:第二摄像模组22移动至压头21a和网板21b之间,拍摄第一工件210上第一标记和第二工件220上第二标记的影像信息并计算得到第一标记线和第二标记线的夹角,即实际对位信息。控制模块计算出实际对位信息和标准对位信息的偏差,控制调节单元调节第一工件210相对第二工件220的位置。
调节时,第二工件220保持静止,调节单元带动第一工件210发生偏转,使得第一工件210和第二工件220恢复至对位状态。
S400:第二摄像模组22移开,升降单元21c带动压头21a靠近网板21b以使第一工件210和第二工件220相接触,而后滚压单元21d上升直至抵接于网板21b,滚压单元21d在网板21b背面滚压,以对第一工件210和第二工件220进行贴合。在一实施例中,控制第一工件210相对第二工件220移动的步骤包括:控制第一工件210相对第二工件220旋转。即通过旋转驱动单元带动第一治具11发生转动。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种贴合设备,其特征在于,用于两个偏光片的贴合或用于在光学镜片的相对表面分别贴附偏光片,所述贴合设备包括:
对位机构,用于对偏光片进行对位,所述对位机构包括第一治具、第二治具、激光器、光学检测器、调整平台及第一摄像模组,所述第一治具开设有第一透光孔且用于固定第一工件,所述第二治具开设有第二透光孔且用于固定第二工件,所述激光器发射的激光束依次通过所述第一工件、所述第二工件并形成出射光束,所述光学检测器用于检测所述出射光束的强度以判断所述第一工件和所述第二工件是否实现对位,其中,当透过所述第一工件及所述第二工件的偏振光强度最大时,所述第一工件和所述第二工件实现对位,所述调整平台用于带动所述第一治具相对所述第二治具移动以使所述第一工件和所述第二工件实现对位,所述第一摄像模组用于获取所述第一工件和所述第二工件完成对位后的第一相对位置的信息,所述第一摄像模组包括两个相对设置的CCD光学镜头,所述第一工件设有第一标记,所述第二工件设有第二标记,所述第一摄像模组通过所述CCD光学镜头拍摄所述第一标记和所述第二标记的影像信息并将所述影像信息转换为相对位置信息;
贴合机构,用于承接所述第一工件和所述第二工件,并将所述第一工件和所述第二工件校准至所述第一相对位置后进行贴合;
所述贴合机构包括第二摄像模组和调节单元,所述第二摄像模组用于获取所述第一工件和所述第二工件的第二相对位置的信息,所述调节单元能够根据所述第二相对位置与所述第一相对位置的偏差调节所述第二工件和所述第一工件的相对位置;
中转机构,用于将所述第一工件和所述第二工件由所述对位机构转移至所述贴合机构。
2.根据权利要求1所述的贴合设备,其特征在于,所述第一治具和所述第二治具均包括真空吸附板,所述真空吸附板上形成有吸附面,所述第一治具的吸附面与所述第二治具的吸附面相对设置。
3.根据权利要求1所述的贴合设备,其特征在于,所述贴合机构包括贴合组件,所述贴合组件包括相对设置的压头和网板,所述压头用于固定所述第一工件,所述网板用于固定所述第二工件,所述贴合组件还包括升降单元,所述升降单元用于带动所述压头靠近或远离所述网板。
4.根据权利要求3所述的贴合设备,其特征在于,所述贴合组件还包括滚压单元,所述滚压单元设于所述网板背离所述压头的一侧。
5.根据权利要求1所述的贴合设备,其特征在于,所述调整平台包括旋转驱动单元。
6.根据权利要求5所述的贴合设备,其特征在于,所述旋转驱动单元为旋转电机和减速器的装配体。
7.一种贴合方法,采用如权利要求1-6任一项所述的贴合设备进行贴合作业,其特征在于,包括以下步骤:
将第一工件和第二工件置于对位工位,并将激光束依次透过第一工件和第二工件以获得出射光束,所述第一工件及所述第二工件为偏光片,根据出射光束的强度,调整所述第一工件和所述第二工件的相对位置以使所述第一工件和所述第二工件实现对位,同时获取标准对位信息;
将所述第一工件和所述第二工件转移至贴合工位;
根据所述标准对位信息,校准所述第一工件和所述第二工件的相对位置,其中,获取第一工件和第二工件在贴合工位的实际对位信息,根据所述实际对位信息和所述标准对位信息的偏差调节所述第一工件和所述第二工件的相对位置;
对所述第一工件和所述第二工件进行贴合。
8.根据权利要求7所述的贴合方法,其特征在于,获取标准对位信息的步骤包括:
提供第一摄像模组,并将所述第一摄像模组移动至所述第一工件及所述第二工件之间;
拍摄所述第一工件及所述第二工件的影像信息,并将所述影像信息转换为所述标准对位信息。
9.根据权利要求7所述的贴合方法,其特征在于,所述第一工件设有两个第一标记,两个所述第一标记形成第一标记线,所述第二工件设有两个第二标记,两个所述第二标记形成第二标记线,所述标准对位信息包含完成对位后所述第一标记线和所述第二标记线的夹角。
10.根据权利要求7所述的贴合方法,其特征在于,调整所述第一工件和所述第二工件的相对位置的步骤,和/或,校准所述第一工件和所述第二工件的相对位置的步骤包括:
使所述第一工件相对所述第二工件旋转。
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