CN114932308A - 一种动态Mini显示单元修复系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动态Mini显示单元修复系统，包括控制系统、识别监测系统、测温系统以及动态激光修复系统。其中控制系统包括控制软件和工控硬件，用于收集、处理其他系统的反馈信息并根据这些信息对其他系统进行下一步控制信号输出；其中识别监测系统包括镜头和图像传感单元，用于定位产品中需要修复的显示单元；测温系统包括温度传感单元以及信号反馈系统，该系统实时监测需要被修复单元的温度信息，并反馈给控制系统，控制系统动态调整激光器输出功率，实现闭环调控修复效果。本发明能保证将不良显示单元取下后焊接平面的平整性，在修复过程中无需进行补锡，操作快捷简便，降低了设备使用难度。
Description
技术领域
本发明涉及激光加工领域，尤其涉及Mini显示单元的动态修复系统。
背景技术
Mini显示屏在生产制作过程中，尽管Mini显示单元的良率已非常高，但由于显示屏中Mini显示单元的数量从几千到几万不等，不可避免地会有部分Mini显示单元出现不良的情况，如：来料不良、接触不良导致的显示异常以及焊接不当导致坏点等，此时需要将不良的Mini显示单元取下来并进行修复。在相对应地补充功能正常的Mini显示单元前，需要对焊接平面的平整性进行检测，一般还需要进行补锡，步骤相对繁琐。同时，Mini显示单元的尺寸从几十到几百微米不等，形状也是各有不同。一般的修复系统，针对一种形状尺寸的Mini显示单元，需要定制一套光路，如果修复对象的形状尺寸发生变动，需要大幅调整光路，甚至更换光学器件，这种类型的修复系统对客户提高产能有较大局限性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述技术缺陷，提供一种不需要进行补锡，能够通过内部控制来动态适应不同需求的Mini显示单元修复系统，解决现有的步骤繁琐、修复对象局限、调整复杂等问题。
为了解决现有技术中问题，本发明提供了一种动态Mini显示单元修复系统，包括控制系统、识别监测系统、动态激光修复系统、测温系统和高精度位移系统；
所述控制系统包括控制软件和工控硬件，所述识别监测系统包括图形反馈系统和图像传感单元，所述测温系统包括温度传感单元以及信号反馈系统，所述动态激光修复系统包括激光光源、光束变换装置、光斑能量分布控制装置、动态聚焦透镜组；
所述控制系统调用Mini显示面板的预定位坐标信息，控制系统控制高精度位移系统将Mini显示面板传送到识别监测系统的识别范围内，然后控制系统发出图像采集信号，由图像传感单元进行图像采集，然后图像反馈系统将采集到的图像反馈给控制系统，控制系统根据图像定位出不良Mini显示单元在Mini显示面板的精确位置；控制系统控制高精度位移系统将不良Mini显示单元传送到动态激光修复系统的正下方，然后控制系统给动态激光修复系统下达修复指令，控制激光光源按指定的功率出光，随后，激光束经过光束变换装置，光束变换装置对激光束进行准直，准直后的激光束然后经过光斑能量分布控制装置和动态聚焦透镜组后，在不良Mini显示单元表面形成形状尺寸相匹配的能量均匀分布的光斑；该光斑的形状由光斑能量分布控制装置控制，光斑大小则由光斑能量分布控制装置和动态聚焦透镜组共同决定；
光斑能量分布控制装置和动态聚焦透镜组均由控制系统调控，该光斑能将不良Mini显示单元均匀加热，同时，控制系统给测温系统发送实时采集指令，温度传感单元将不良Mini显示单元的表面温度数据采集起来，经由信号反馈系统将温度数据反馈给控制系统，然后控制系统会将温度数据和预定的目标温度进行比对，进而调控激光光源的功率来控制温度；当温度达到目标值，不良Mini显示单元的焊接平面上的锡融化，不良Mini显示单元会被其他夹持装置取走，并且换上新的Mini显示单元，然后重复加热步骤并冷却后完成新的Mini显示单元的更换焊接操作。
作为本发明的进一步改进，所述光斑能量分布控制装置包括两个正交的条形光阑，每个条形光阑由两扇平行的扇叶构成，光阑的孔径大小通过电机平移两扇扇叶的间距来改变；光束通过两个正交的条形光阑后，光束边缘能量比较低的部分被遮挡掉，然后被聚焦透镜成像于工作面上，这里的工作面是Mini显示单元的表面,根据成像原理，矩形光斑的边长x’、y’与两条条形光阑的孔径大小x、y成正比，通过电机分别改变两个条形光阑的孔径大小x、y，即能够分别改变矩形光斑的边长x’、y’。
作为本发明的进一步改进，所述光斑能量分布控制装置为电控的圆形光阑。
作为本发明的进一步改进，所述测温系统刷新频率为kHz水平，覆盖低频到高频范围。
作为本发明的进一步改进，所述光束变换装置调整激光束的大小和发散程度，为单个光轴进行变换或XY轴同时进行变换。
作为本发明的进一步改进，所述光斑能量分布控制装置和动态聚焦透镜组为电控，能够随时进行调整。
作为本发明的进一步改进，光斑大小和长宽比在一定范围内能够调整，光斑为长宽一致的方形，或者为长宽不一致的条形。
作为本发明的进一步改进，温度传感单元将不良Mini显示单元的表面温度数据以10kHz-50kHz的频率采集起来。
本发明的有益效果是：
本发明依靠独创的动态激光修复系统，能保证将不良显示单元取下后焊接平面的平整性，在修复过程中无需进行补锡，其动态激光修复系统可通过电控调整所需加工光斑的形貌和大小，无需停机进行光学器件调整或者聚焦透镜组更换，操作快捷简便，极大降低了对客户自身技术水平的要求，降低了设备使用难度。同现有技术相比，本发明专利系统的操作步骤简便，适用范围更广，对使用者的工程技术水平要求更低。
附图说明
图1是本发明动态Mini显示单元修复系统示意图；
图2是本发明光斑能量分布控制装置原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明提供一种动态Mini显示单元修复系统，包括控制系统10、识别监测系统20、动态激光修复系统30、测温系统40和高精度位移系统60。此处的高精度位移系统60，是属于精度相对较高的位移系统，对于所述技术领域的技术人员来说，一般会对成本及效果进行综合考量进行选择，所以此处没有给出具体是什么精度。
所述控制系统10包括控制软件和工控硬件，用于收集、处理其他系统的反馈信息并根据这些信息对其他系统进行下一步控制信号输出；
所述识别监测系统20包括图形反馈系统21和图像传感单元22，用于定位产品中需要修复的显示单元。其具有高分辨，高放大率，高响应速度的特点。
所述测温系统40包括温度传感单元42以及信号反馈系统41，该系统刷新频率为kHz水平，覆盖低频到高频范围，根据探测系统的实际需要进行设置，实时监测被修复单元的温度信息，并反馈给激光控制系统，激光控制系统动态调整激光器输出功率，实现精确闭环调控修复效果。
所述动态激光修复系统30包括但不仅仅包括激光光源31、光束变换装置32、光斑能量分布控制装置33、动态聚焦透镜组34。
激光光源31射出激光束，经过光束变换装置32调整激光束的大小和发散程度(可以是单个光轴进行变换也可以是XY轴同时进行变换)，光斑能量分布控制装置33和动态聚焦透镜组34搭配，用于将激光调整为所需的形状大小和均匀的能量分布，光斑能量分布控制装置33和动态聚焦透镜组34均可电控，可随时进行调整。对于市面常见的几种规格的Mini显示单元，可预先调整好合适的参数组合，实际需要使用时，调用参数组合，光斑能量分布控制装置和动态聚焦透镜就会自动进行调整，来适应不同形状规格的Mini显示单元的修复要求。
所述控制系统10调用Mini显示面板50的预定位坐标信息，控制系统10控制高精度位移系统60将Mini显示面板50传送到识别监测系统20的识别范围内，然后控制系统10发出图像采集信号，由图像传感单元22进行图像采集，然后图像反馈系统21将采集到的图像反馈给控制系统10，控制系统10根据图像定位出不良Mini显示单元51在显示面板50的精确位置。控制系统10控制高精度位移系统60将不良Mini显示单元51传送到动态激光修复系统30的正下方。然后控制系统10给动态激光修复系统30下达修复指令，控制激光光源31按指定的功率出光。随后，激光束经过光束变换装置32，光束变换装置32对激光束进行准直，准直后的激光束然后经过光斑能量分布控制装置33和动态聚焦透镜组34后，在不良Mini显示单元51表面形成形状尺寸相匹配的能量均匀分布的光斑。该光斑的形状由光斑能量分布控制装置33控制，光斑大小则由光斑能量分布控制装置33和动态聚焦透镜组34共同决定，光斑可以是长宽一致的方形，也可以是长宽不一致的条形。光斑大小和长宽比在一定范围内可调。光斑能量分布控制装置33和动态聚焦透镜组34均可被控制系统10调控，当不良Mini显示单元51的尺寸发生变动时，只需要通过控制系统10对光斑能量分布控制装置33进行调控以及控制动态聚焦透镜组34进行切换不同焦距的聚焦透镜，即可改变光斑的形状和大小，满足不同的修复需求。该光斑能将不良Mini显示单元51均匀加热，同时，控制系统10给测温系统40发送实时采集指令，温度传感单元42将不良Mini显示单元的表面温度数据以10kHz-50kHz的频率采集起来，经由信号反馈系统41将温度数据反馈给控制系统，然后控制系统10会将温度数据和预定的目标温度进行比对，进而调控激光光源的功率来控制温度。当温度达到目标值，不良Mini显示单元51的焊接平面上的锡融化，不良Mini显示单元51会被其他夹持装置取走，并且换上新的Mini显示单元，然后重复加热步骤并冷却后完成新的Mini显示单元的更换焊接操作。基于激光修复系统30的独创性光学设计，加工光斑具有非常均匀的能量分布，并配合高精度二维位移平台优异的平整性，不良Mini显示单元被取下后，焊接表面保持一定的平整度，可以不需要额外进行补锡，直接更换显示单元。
为了能更直观地说明光斑能量分布控制装置33的原理，通过图2所示的某个实际案例进行说明。图2中的光斑能量分布控制装置33由两个正交的条形光阑331和332组成(但光斑能量分布装置33还可以是可电控的圆形光阑)，每个条形光阑由两扇平行的扇叶构成，光阑的孔径大小可通过电机平移两扇扇叶的间距来改变。光束通过正交的条形光阑331和332后，光束边缘能量比较低的部分被遮挡掉，然后被聚焦透镜341成像于工作面上(这里的工作面实际上是Mini显示单元的表面),成像的光斑形状如图中所示为一个矩形光斑。根据成像原理，矩形光斑的边长x’、y’与条形光阑331和332的孔径大小x、y成正比，通过电机分别改变条形光阑331和332的孔径大小x、y，即可分别改变矩形光斑的边长x’、y’。由于电机的步距非常小，光阑的孔径大小可以看做是线性变化的，因此光斑的大小是可线性进行调控的。而常规的光学结构一般需要更换不同焦距的聚焦透镜来等比例地改变光斑的尺寸，无法做到线性调控光斑大小。另外，该成像光斑的能量分布为光斑中间平坦、边缘陡峭的平顶结构，在修复Mini显示单元时，能很好地保证底面锡膏一致的融化程度。
综上所述，本发明通过所述可调控的光斑能量分布控制装置和动态聚焦透镜组，实现了加工光斑形状、尺寸的简易化调整，极大地降低了设备的使用难度。且更换Mini显示单元省去了额外进行补锡的步骤，提升了加工效率，推动了该材料加工方法的进一步发展。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：
包括控制系统(10)、识别监测系统(20)、动态激光修复系统(30)、测温系统(40)和高精度位移系统(60)；
所述控制系统(10)包括控制软件和工控硬件，所述识别监测系统(20)包括图形反馈系统(21)和图像传感单元(22)，所述测温系统(40)包括温度传感单元(42)以及信号反馈系统(41)，所述动态激光修复系统(30)包括激光光源(31)、光束变换装置(32)、光斑能量分布控制装置(33)、动态聚焦透镜组(34)；
所述控制系统(10)调用Mini显示面板(50)的预定位坐标信息，控制系统(10)控制高精度位移系统(60)将Mini显示面板(50)传送到识别监测系统(20)的识别范围内，然后控制系统(10)发出图像采集信号，由图像传感单元(22)进行图像采集，然后图像反馈系统(21)将采集到的图像反馈给控制系统(10)，控制系统(10)根据图像定位出不良Mini显示单元(51)在Mini显示面板(50)的精确位置；控制系统(10)控制高精度位移系统(60)将不良Mini显示单元(51)传送到动态激光修复系统(30)的正下方，然后控制系统(10)给动态激光修复系统(30)下达修复指令，控制激光光源(31)按指定的功率出光，随后，激光束经过光束变换装置(32)，光束变换装置(32)对激光束进行准直，准直后的激光束然后经过光斑能量分布控制装置(33)和动态聚焦透镜组(34)后，在不良Mini显示单元(51)表面形成形状尺寸相匹配的能量均匀分布的光斑；该光斑的形状由光斑能量分布控制装置(33)控制，光斑大小则由光斑能量分布控制装置(33)和动态聚焦透镜组(34)共同决定；
光斑能量分布控制装置(33)和动态聚焦透镜组(34)均由控制系统(10)调控，该光斑能将不良Mini显示单元(51)均匀加热，同时，控制系统(10)给测温系统(40)发送实时采集指令，温度传感单元(42)将不良Mini显示单元的表面温度数据采集起来，经由信号反馈系统(41)将温度数据反馈给控制系统，然后控制系统(10)会将温度数据和预定的目标温度进行比对，进而调控激光光源的功率来控制温度；当温度达到目标值，不良Mini显示单元(51)的焊接平面上的锡融化，不良Mini显示单元(51)会被其他夹持装置取走，并且换上新的Mini显示单元，然后重复加热步骤并冷却后完成新的Mini显示单元的更换焊接操作。
2.根据权利要求1所述的一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：所述光斑能量分布控制装置(33)包括两个正交的条形光阑，每个条形光阑由两扇平行的扇叶构成，光阑的孔径大小通过电机平移两扇扇叶的间距来改变；光束通过两个正交的条形光阑后，光束边缘能量比较低的部分被遮挡掉，然后被聚焦透镜成像于工作面上，这里的工作面是Mini显示单元的表面,根据成像原理，矩形光斑的边长x’、y’与两条条形光阑的孔径大小x、y成正比，通过电机分别改变两个条形光阑的孔径大小x、y，即能够分别改变矩形光斑的边长x’、y’。
3.根据权利要求2所述的一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：所述光斑能量分布控制装置(33)为电控的圆形光阑。
4.根据权利要求1所述的一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：所述测温系统(40)刷新频率为kHz水平，覆盖低频到高频范围。
5.根据权利要求1所述的一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：所述光束变换装置(32)调整激光束的大小和发散程度，为单个光轴进行变换或XY轴同时进行变换。
6.根据权利要求1所述的一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：所述光斑能量分布控制装置(33)和动态聚焦透镜组(34)为电控，能够随时进行调整。
7.根据权利要求1所述的一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：光斑大小和长宽比在一定范围内能够调整，光斑为长宽一致的方形，或者为长宽不一致的条形。
8.根据权利要求1所述的一种动态Mini显示单元修复系统，其特征在于：温度传感单元(42)将不良Mini显示单元的表面温度数据以10kHz-50kHz的频率采集起来。
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- 2022-04-11 CN CN202210375240.4A patent/CN114932308B/zh active Active
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