CN221100040U - 膜片贴合设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了膜片贴合设备。所述膜片贴合设备包括：一个或多个在线轴角检测装置，所述在线轴角检测装置用于在待贴合的多个光学膜片相互贴合之前检测所述多个光学膜片的光轴角度。本实用新型的膜片贴合设备提高了各个功能性光学膜片的对位精度。

Description

膜片贴合设备

技术领域

本实用新型涉及光学膜片以及虚拟现实/增强现实/混合现实技术领域，具体地，涉及一种用于光学膜片的检测装置及膜片贴合设备。

背景技术

目前在虚拟现实(Virtual Reality，VR)领域内，用于吸收型偏光片、反射型偏光片及位相膜等光学膜片贴合的光轴的检测方式大致可分为两类。一类是视觉对位，即利用光学膜片的物理特性进行贴合，该方式一般依赖于光学膜片的出厂特性，贴合精度为±1-2°。目前在VR领域内，超短焦光学折叠光路(pancake)方案由于其体积小型化，重量轻型化而更能满足市场需求。而pancake VR方案对光学膜片的贴合精度要求更高，该方式已无法满足市场需求。另一类是利用光学膜片的偏振特性进行光轴的二次检测，该方式可以提高光学膜片的贴合精度，但目前的光轴的二次检测受到检测光源、检测器的影响较大，这种检测往往需要使光学膜片旋转360°，检测出光强最值点进而判定其为光轴，该最值点处受光强波动的影响大，检测精度难以保证，且存在耗时较久，无法集成到流水线工艺，仅能用于科研及实验用途等缺点。

同时，pancake方案其对应的模组在生产过程中涉及到多层光学膜片的贴合。目前多层光学膜片的贴合通常是使用光学镜头识别物理边来对位，存在贴合精度低，杂散光多，漏光多，显示效果较差的问题。

因此，需要提供改进的用于VR领域、虚拟现实(Augmented Reality，AR)领域、或者混合现实(Mixed Reality，MR)领域的光学膜片的检测装置以及改进的膜片贴合设备，以克服或减少上述现有技术中所存在的至少一部分缺点。

实用新型内容

本实用新型的第一方面提供了一种用于光学膜片的检测装置，检测装置包括：

旋转装置，旋转装置上开设有透光孔；

夹具，夹具设置成与旋转装置相固定，光学膜片夹设于夹具和旋转装置之间并覆盖透光孔，光学膜片随旋转装置的旋转而旋转；

光源单元，光源单元设置于旋转装置的上游，用于发出光线；

检测器，检测器设置于旋转装置的下游，用于检测光源单元发出的光线透过透光孔、光学膜片后的透过光强；以及

控制器，控制器与旋转装置、检测器相连，用于控制旋转装置的旋转并基于旋转装置的旋转角度数据和检测器测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光学膜片的光轴角度。

可选地，光源单元包括：

偏振光源，偏振光源用于发出光线；和

校正元件，校正元件设置于偏振光源的下游，用于提高偏振光源发出的光线的偏振度。

可选地，旋转装置和偏振光源配置成使得光学膜片在垂直于偏振光源的光束中心线的方向上旋转。

可选地，偏振光源选自激光光源、LED光源。

可选地，检测器包括：主检测器和至少一个辅检测器，其中，主检测器和至少一个辅检测器分别用于检测透过光强；

检测装置还包括：分束器，分束器设置于偏振光源和校正元件之间，和/或设置于旋转装置和检测器之间。

可选地，控制器配置成基于主检测器检测得到的透过光强数据与辅检测器检测得到的透过光强数据的比值和旋转装置的旋转角度数据通过数据拟合的方式得到光轴角度。

可选地，检测装置还包括：偏振元件，偏振元件设置于旋转装置的下游、检测器的上游。

可选地，检测装置还包括：CCD图像传感器，CCD图像传感器设置于旋转装置的下游、检测器的上游，用于记录光学膜片的尺寸信息。

可选地，光学膜片为具有偏振吸收特性的光学膜片。

可选地，控制器配置成使旋转装置间歇转动，检测器在旋转装置的旋转停止间隙检测透过光强。

可选地，控制器包括存储单元和第一数据处理单元，其中

存储单元与旋转装置、检测器相连，用于获取旋转角度数据和透过光强数据；

第一数据处理单元用于通过关于旋转角度数据和透过光强数据的第一内建函数拟合得到理论透过光强最小值对应的旋转角度，即为光轴角度，其中，光轴角度是光学膜片的光轴与偏振光源的偏振光轴的夹角的角度。

可选地，校正元件为光轴方向已标定为T的起偏器，旋转装置配置为从方向T开始转动；

控制器包括存储单元和第二数据处理单元，其中

存储单元与旋转装置、检测器相连，用于获取旋转角度数据和透过光强数据；

第二数据处理单元用于通过关于旋转角度数据和透过光强数据的第二内建函数拟合得到到透过光强为0时对应的旋转装置相对方向T旋转的角度，即为光轴角度，其中，光轴角度是光学膜片的光轴与方向T的夹角的角度。

本实用新型的第二方面提供了一种膜片贴合设备，膜片贴合设备包括：一个或多个在线轴角检测装置，在线轴角检测装置用于在待贴合的多个光学膜片相互贴合之前检测多个光学膜片的光轴角度。

可选地，一个或多个在线轴角检测装置为前述的检测装置。

可选地，膜片贴合设备还包括：

料仓，料仓用于放置光学膜片；

清洁装置，清洁装置用于在光学膜片传送到在线轴角检测装置之前清洁光学膜片；

吸附装置，吸附装置用于将已完成在线检测的光学膜片吸起，以便于撕去光学膜片的上保护膜和/或下保护膜并使已完成撕膜的光学膜片相互贴合。

可选地，料仓、清洁装置、在线轴角检测装置、吸附装置被布置成呈线型流水线；或者

料仓、清洁装置、在线轴角检测装置、吸附装置被布置成呈环型流水线。

可选地，清洁装置的数量满足每种类型的光学膜片分别对应一个清洁装置，或者满足多种类型的光学膜片对应一个清洁装置；和/或

在线轴角检测装置的数量满足每种类型的光学膜片分别对应一个在线轴角检测装置，或者满足多种类型的光学膜片对应一个在线轴角检测装置；和/或

吸附装置的数量满足每种类型的光学膜片分别对应一个吸附装置，或者满足多种类型的光学膜片对应一个吸附装置。

可选地，待贴合的多个光学膜片包括吸收型偏光片、反射型偏光片和相位延迟片

本实用新型的用于光学膜片的检测装置通过设置成包括旋转装置、夹具、光源单元、检测器以及控制器，在旋转装置上开设有透光孔，通过设置夹具可以简单、稳固地将光学膜片固定设置在旋转装置上，光学膜片随旋转装置的旋转而旋转，检测器检测光源单元发出的光线透过透光孔、光学膜片后的透过光强，控制器用于基于旋转装置的旋转角度数据和检测器测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光学膜片的光轴角度，使得可以在提高检测效率的同时保证检测精度，同时由于检测时间进一步压缩，使得该检测装置能够整合到流水线生产设备上，满足生产节拍需求，此外重复精度也得到了有效地提升。

本实用新型的膜片贴合设备通过包括一个或多个在待贴合的多个光学膜片相互贴合之前检测多个光学膜片的光轴角度的在线轴角检测装置，使得可以在光学膜片进行贴合之前在线进行光轴角度检测，贴合整体效率提高，且与现有的单纯依靠物理边对位相比，该膜片贴合设备提高了各个功能性光学膜片的对位精度，改善了光学模组中由于光轴角度偏差大而产生的杂散光问题，减少杂散光，优化用户观看体验。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型的特征、优点以及示例性实施方式进行描述，在附图中，相同的附图标记指示相同的元件，并且其中：

图1是根据本实用新型的一个实施例的用于光学膜片的检测装置的应用示意图。

图2是根据本实用新型的另一个实施例的用于光学膜片的检测装置的应用示意图。

图3是本实用新型的用于光学膜片的检测装置的部分部件构成框图。

图4是利用图1所示的检测装置进行光学膜片的光轴角度的检测方法的流程示意图。

图5是检测功率和旋转角度的检测结果和拟合曲线图。

图6是根据本实用新型的一个实施例的膜片贴合设备的部件构成框图。

图7是利用图6所示的膜片贴合设备的膜片贴合工艺的流程示意图。

图8是光学膜片的光轴方向与短边的夹角的示意图。

图9是利用图7的膜片贴合工艺得到的光学模组的结构示意图。

图10是利用图7的膜片贴合工艺的一个生产流程示意图。

图11是利用图7的膜片贴合工艺的另一个生产流程示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型示例性实施方式进行详细描述。对示例性实施方式的描述仅仅是示例性的，而绝不是对本实用新型及其应用或用法的限制。而且，图中各部件的尺寸和比例也仅仅是示意性的，并不严格对应于实际产品。其中，相同或相似的装置、部件使用相同的附图标记。下文中的“上游”和“下游”是关于光源发出的光线的方向而言的，光线自光源从“上游”朝向“下游”发出。

本实用新型提供了一种用于光学膜片200的检测装置100。图1是根据本实用新型的一个实施例的用于光学膜片200的检测装置100的应用示意图。图2是根据本实用新型的另一个实施例的用于光学膜片200的检测装置100的应用示意图。图3是本实用新型的用于光学膜片200的检测装置100的部分部件构成框图。图4是利用图1所示的检测装置100进行光学膜片200的光轴角度的检测方法的流程示意图。图5是检测功率和旋转角度的检测结果和拟合曲线图。本实用新型还提供了一种膜片贴合设备300。图6是根据本实用新型的一个实施例的膜片贴合设备300的部件构成框图。图7是利用图6所示的膜片贴合设备300的膜片贴合工艺的流程示意图。图8是光学膜片200的光轴方向与短边的夹角的示意图。图9是利用图7的膜片贴合工艺得到的光学模组204的结构示意图。图10是利用图7的膜片贴合工艺的一个生产流程示意图。图11是利用图7的膜片贴合工艺的另一个生产流程示意图。

如图1所示，本实用新型实施例的用于光学膜片200的检测装置100包括：旋转装置103、夹具130、光源单元、检测器104以及控制器105。旋转装置103为使光学膜片200进行旋转的装置，其上具有透光孔(图中未示出)。旋转装置103可以为可旋转的平台。夹具130设置成与旋转装置103相固定。夹具130也可以是旋转装置103的一部分。光学膜片200夹设于夹具130和旋转装置103之间并覆盖透光孔，光学膜片200随旋转装置103的旋转而旋转。光源单元设置于旋转装置103的上游，用于发出光线。检测器104设置于旋转装置103的下游，用于检测光源单元发出的光线透过透光孔、光学膜片200后的透过光强。控制器105与旋转装置103、检测器104相连，用于控制旋转装置103的旋转并基于旋转装置103的旋转角度数据和检测器104测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光学膜片200的光轴角度。

本实用新型实施例的用于光学膜片200的检测装置100通过设置成包括旋转装置103、夹具130、光源单元、检测器104以及控制器105，在旋转装置103上开设有透光孔，通过设置夹具130可以简单、稳固地将光学膜片200固定设置在旋转装置103上，光学膜片200随旋转装置103的旋转而旋转，检测器104检测光源单元发出的光线透过透光孔、光学膜片200后的透过光强，控制器105用于基于旋转装置103的旋转角度数据和检测器104测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光学膜片200的光轴角度，使得可以在提高检测效率的同时保证检测精度，同时由于检测时间进一步压缩，使得该检测装置100能够整合到流水线生产设备上，满足生产节拍需求，此外重复精度也得到了有效地提升。本实用新型实施例的检测装置100仅需要控制旋转装置103进行旋转，使得本实用新型实施例的检测装置100仅需要一旋转机构即可，部件数量少，成本低，且更易控制。可以理解，驱动旋转装置103旋转的旋转机构可以采用现有技术中任意可以实现带动部件旋转的机构，在此不进行限定。旋转装置103的透光孔可以是长条形、圆形、椭圆形等形状。

下面结合图1至图5详细描述根据本实用新型的优选实施方式的用于光学膜片200的检测装置100，并详细描述利用该检测装置100进行光学膜片200的光轴角度的检测方法。

本实用新型实施例的检测装置100中，待检的光学膜片200可以是任意需要进行光轴角度检测的光学膜片，优选为具有偏振吸收特性的光学膜片200。例如，吸收型偏光片201、反射型偏光片202、相位延迟片203等。夹具130可以包括一组Y型压板，利用螺丝固定在旋转装置103上。通过设置夹具130可以简单、稳固地将光学膜片200固定设置在旋转装置103上。检测器104是可以检测透过光强或光功率的现有仪器，例如光功率计。光功率计的响应速度可以≤0.2ms。控制器105可以通过通讯协议控制旋转装置103的旋转及光轴的检测。控制器105可以是PLC、数据采集卡、电脑等设备。

本实用新型实施例的检测装置100中，光源单元可以包括：偏振光源101和校正元件102。偏振光源101用于发出光线。校正元件102设置于偏振光源101的下游，用于提高偏振光源101发出的光线的偏振度。由偏振光源101发出的光线在到达校正元件102时透过；接着在光学膜片200处，部分偏振光被吸收，其余部分透过；透过的偏振光最终入射到检测器104中。通过设置校正元件102可以进一步提高偏振光源101的偏振度，进而提高检测精度。校正元件102可以是起偏器。本实用新型实施例的光源单元还可以包括与偏振光源101配套的准直透镜等。根据偏振光源101输出的光束质量，若偏振度高、光束发散角较小，则可以不用额外设置前述校正元件102、准直透镜等。本实用新型实施例的偏振光源101可以包括激光光源、LED光源。偏振光源101的消光比可以为500-10000：1，功率稳定性RMS≤2％。校正元件102的消光比可以为1000-10000：1。

如图1所示，旋转装置103和偏振光源101配置成使得光学膜片200在垂直于偏振光源101的光束中心线的方向上旋转。偏振光源101的光束中心线Z为沿上下的竖向方向，旋转装置103则是沿水平方向设置，并在水平面内旋转。

如图2所示，在一些实施例中，本实用新型实施例的检测装置100中，检测器104包括：主检测器141和至少一个辅检测器142。主检测器141和至少一个辅检测器142分别用于检测透过光强。控制器105用于基于旋转装置103的旋转角度数据、主检测器141测得的透过光强数据和/或至少一个辅检测器142测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光轴角度。这里，“主检测器”表示必须设置的那一个检测器104，“辅检测器”表示可以设置也可以不设置的那一个或那几个检测器104，主检测器141和辅检测器142的实际功能是相同的，均是对透过光强进行检测。通过设置主检测器141和至少一个辅检测器142，与单独设置一个检测器104相比，可以进一步提高检测结果精确度。

主检测器141和辅检测器142的透过光强数据可以通过多种方式结合来提高检测结果的精确度。例如，可以是通过将主检测器141测得的透过光强数据和辅检测器142测得的透过光强数据平均来得到最终透过光强数据，再基于旋转角度数据、最终透过光强数据得到光轴角度。

在一个优选实施方式中，本实用新型实施例的检测装置100的控制器105配置成基于主检测器141检测得到的透过光强数据与辅检测器142检测得到的透过光强数据的比值和旋转装置103的旋转角度数据通过数据拟合的方式得到光轴角度。具体地，将主检测器141检测得到的透过光强数据中的每一个分别与辅检测器142检测得到的透过光强数据中对应的一个进行比值处理，再基于得到的比值数据和旋转装置103的旋转角度数据通过数据拟合的方式得到光轴角度。发明人研究发现，主检测器141检测得到的透过光强数据与辅检测器142检测得到的透过光强数据的比值数据同样能反映出透过光强随旋转角度的变化情况，因此，通过关于旋转角度数据和比值数据的内建函数可以拟合得到光轴角度。传统的光轴检测方式多是依赖于光功率于最值处的变化，但最值点功率的变化除受光轴夹角变化的影响外，往往还会受到检测光源自身功率波动的影响，当检测角度精度要求在1°以下时，检测光源自身功率波动对检测结果的影响愈发明显。而通过引入辅检测器142，可以利用辅检测器142直观反映当前检测光源的功率变化，通过适当的数据处理来在主检测器141的检测结果中剔除掉检测光源功率波动的因素，进而可以进一步地提高检测结果的精确度。

如图2所示，本实用新型实施例的检测装置100还可以包括：分束器107。分束器107设置于偏振光源101和校正元件102之间，和/或设置于旋转装置103和检测器104之间。分束器107与辅检测器142搭配使用可以降低偏振光源101自身透过光强波动对检测结果的影响。设置于偏振光源101和校正元件102之间的分束器107可以为平板分光镜，通过将平板分光镜设置成与偏振光源101的光束中心线的夹角为45°，使得一部分光沿原光路出射，而另一部分光发生反射。

在一些实施方式中，本实用新型实施例的检测装置100还可以包括：偏振元件(图中未示出)，偏振元件设置于旋转装置103的下游、检测器104的上游。偏振元件为具有光轴的光学器件，自然光/非线偏光通过偏振元件后，变为偏振光。设置偏振元件的优点是偏振元件可以与偏振光源101的偏振光形成正交关系，检测有位相差的光学膜片200。

如图1所示，本实用新型实施例的检测装置100还可以包括：CCD图像传感器106，CCD图像传感器106设置于旋转装置103的下游、检测器104的上游，用于记录光学膜片200的尺寸信息。光学膜片200的尺寸信息通常包括光学膜片200的物理边信息，光学膜片200的物理边信息通常为长方形光学膜片200的短边信息和/或长边信息。CCD图像传感器106的分辨精度可以≤0.04mm。

本实用新型实施例的检测装置100的控制器105还可以与CCD图像传感器106相连，用于基于光轴角度和尺寸信息对光学膜片200进行标定。具体地，可以是将光轴角度与光学膜片200的短边和/或长边进行标定。在光轴的检测完成后，受喷码方式、划线方式的限制，难以在光学膜片200上标记具体的光轴数据，但利用光学膜片200的尺寸信息可以很好的对光轴进行标定，从而便于进行后续的光学膜片200贴合，同时还能方便离线查询。

在一些实施例中，本实用新型实施例的检测装置100中，控制器105配置成使旋转装置103间歇转动，检测器104在旋转装置103的旋转停止间隙检测透过光强。通过将控制器105配置成使旋转装置103间歇转动，控制检测器104在旋转装置103的间歇旋转的停止间隙检测透过光强，使得可以获得多个透过光强数据和多个旋转角度数据，基于这些透过光强数据和旋转角度数据通过数据拟合的方式计算得到光学膜片200的光轴角度，可以保证光轴角度的检测精度。

在一些实施方式中，如图3所示，控制器105包括存储单元150和第一数据处理单元151，其中存储单元150与旋转装置103、检测器104相连，用于获取旋转角度数据和透过光强数据；第一数据处理单元151用于通过关于旋转角度数据和透过光强数据的第一内建函数拟合得到理论透过光强最小值对应的旋转角度，即为光轴角度，其中，光轴角度是光学膜片200的光轴与偏振光源的偏振光轴的夹角的角度。

在另一些实施方式中，如图3所示，校正元件102为光轴方向已标定为T的起偏器，旋转装置103配置为从方向T开始转动。控制器105包括存储单元150和第二数据处理单元152，其中存储单元150与旋转装置103、检测器104相连，用于获取旋转角度数据和透过光强数据；第二数据处理单元152用于通过关于旋转角度数据和透过光强数据的第二内建函数拟合得到透过光强为0时对应的旋转装置103相对方向T旋转的角度，即为光轴角度，其中，光轴角度是光学膜片200的光轴与方向T的夹角的角度。

下面参考图3和图4对利用前述的检测装置100进行光学膜片200的光轴角度的检测方法进行详述，该检测方法包括以下步骤：

S102：将光学膜片200利用夹具130夹设于夹具130和旋转装置103之间并覆盖旋转装置103的透光孔，以使光学膜片200随旋转装置103的旋转而旋转；

S104：控制光源单元朝向光学膜片200发出光线；

S106：控制设置在旋转装置103的下游的检测器104检测光源单元发出的光线透过透光孔、光学膜片200后的透过光强；

S108：基于旋转装置103的旋转角度数据和检测器104测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光轴角度。

本实用新型实施例的用于光学膜片200的检测装置100优选地将旋转装置103配置成间歇旋转，检测器104在旋转装置103的间歇旋转的停止间隙检测透过光强。在步骤S102和步骤S106中，优选地控制旋转装置103间歇旋转，控制检测器104在旋转装置103的间歇旋转的停止间隙检测透过光强。通过控制旋转装置103间歇旋转，控制检测器104在旋转装置103的间歇旋转的停止间隙检测透过光强，使得可以获得多个透过光强数据和多个旋转角度数据，基于这些透过光强数据和旋转角度数据通过数据拟合的方式计算得到光学膜片200的光轴角度，可以保证光轴角度的检测精度，检测精度由现有技术的1°提升到±0.3°，甚至达0.1°。

控制旋转装置103间歇旋转的步骤可以包括：控制旋转装置103每旋转预设的单次旋转角度后，停止预设时间段，重复前述步骤，直至旋转装置103旋转过的角度达到预设的总旋转角度阈值。可以理解，在总旋转角度阈值相同的情况下，单次旋转角度越小，预设时间段越短，检测次数越多，检测得到的透过光强数据越多，检测精度越高，检测效果越接近实际值。但总的检测时间可能会拉长。旋转装置103的旋转精度可以≤0.05°，单次旋转角度可以例如为0.05°，总旋转角度阈值可以例如为40°-200°。对旋转装置103，可以是在每次使用检测装置100前，设置旋转装置103的单次旋转角度、总旋转角度阈值，此外还可以设置旋转装置103的预设时间段、检测次数等。

在一些实施方式中，在本实用新型实施例的光轴角度的检测方法中，步骤S108基于旋转装置103的旋转角度数据和检测器104测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光轴角度的步骤包括：利用第一内建函数拟合计算得到理论透过光强最小值对应的旋转角度，即为光轴角度，其中，光轴角度是光学膜片200的光轴与偏振光源101的偏振光轴的夹角的角度；其中，

第一内建函数为：

y＝Asin(BX+C)+D，

式中，x为旋转角度，y为透过光强，A、B、C、D为常数。

如图3所示，本实用新型实施例的控制器105包括存储单元150和第一数据处理单元151，其中存储单元150与旋转装置103、检测器104相连，用于获取旋转角度数据和透过光强数据；第一数据处理单元151用于通过第一内建函数拟合得到理论透过光强最小值对应的旋转角度。

该实施方式一般用于光学膜片200的光轴角度已粗略标记的情形，使得该实施方式多用于来料情况稳定的工厂流水线生产中。

在该实施方式的示例中，可以通过控制器105控制旋转装置103每次旋转0.05°，检测器104记录透过光强，共旋转25次。按照第一内建函数，拟合计算得到理论透过光强最小值对应的旋转角度。该理论透过光强最小值对应的旋转角度即光学膜片200的光轴与偏振光源101的偏振光轴的夹角的角度。其中，旋转角度数据和透过光强数据的拟合结果为正弦函数曲线，如图5所示，纵坐标的最低点即为理论透过光强最小值。在图5中，检测功率为透过光学膜片200后的光功率，即透过光强。本实用新型实施例的检测方法通过结合统计学数据处理方式，利用拟合函数处理数据，可以将光轴角度的检测精度控制在0.05°。

在另一些实施方式中，检测装置100的光源单元包括偏振光源101和校正元件102，校正元件102为光轴方向已标定为T的起偏器且设置于偏振光源101的下游；

在光轴角度的检测方法中，控制旋转装置103使其从方向T开始旋转；

步骤S108基于旋转装置103的旋转角度数据和检测器104测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光轴角度的步骤包括：利用第二内建函数拟合计算得到透过光强为0时对应的旋转装置103相对方向T旋转的角度，即为光轴角度，其中，光轴角度是光学膜片200的光轴与方向T的夹角的角度；其中，

第二内建函数为：

I＝I₀cos²(θ+t)，

式中，I为透过光强，I₀、t为常量参数，θ为旋转装置103相对方向T旋转的角度。

旋转装置103的起始方向T已知，该方向T与校正元件102的光轴方向绑定，因此可认为该方向T具有机械位置及光学轴的双重属性。将待检的光学膜片200放置于旋转装置103后，由起始方向T开始旋转，旋转装置103相对起始方向T旋转的角度为θ，光学膜片200按设定参数进行旋转。光学膜片200旋转完成后，此时得到两组数据，分别为旋转装置103相对方向T旋转的角度θ、透过光强I，二者关系为上面的第二内建函数，拟合后，可得到I₀和t两个常量参数的值。则对于该光学膜片200，因为I₀＞0，cos²(θ+t)≥0，透过光强最小值对应为cos²(θ+t)＝0时，即按cos²三角函数特性，θ+t＝90°时，透过光强I最小，为0，此时的θ_min＝90°-t，即为光轴角度。

继续参考图3，控制器105可以包括存储单元150和第二数据处理单元152，其中存储单元150与旋转装置103、检测器104相连，用于获取旋转角度数据和透过光强数据；第二数据处理单元152用于通过第二内建函数拟合得到透过光强为0时对应的旋转装置103相对方向T旋转的角度。

该实施方式一般用于光学膜片200的光轴角度未知的情形，甚至在极端情况下可以用于确定有偏振吸收特性但类型未知的光学膜片200的光轴角度的检测，因此该实施方式的光轴角度的标记需要使用光轴方向已标定为T的校正元件102。

在该实施方式的示例中，例如待检的光学膜片200为吸收型偏光片，可以利用控制器105控制旋转装置103从方向T开始，每隔0.05°旋转一次，共旋转200°。同时控制器105记录下旋转装置103相对起始方向T旋转的角度θ和对应的透过光强，分别记为{θ₁,θ₂,θ₃,…,θ₄₀₀₀}、{I₁,I₂,I₃,…,I₄₀₀₀}。利用第二内建函数，得到旋转装置103的初始角度t和I₀，则可确定待检的吸收型偏光片的光轴角度为90°-t，是光学膜片200的光轴与方向T的夹角的角度，光轴方向为沿着旋转装置103从T方向开始转过角度为θ_min＝90°-t的方向。

在本实用新型实施例的光轴角度的检测方法中，在将光学膜片200和旋转装置103固定的步骤之后，检测方法还可以包括步骤：控制设置在旋转装置103的下游、检测器104的上游的CCD图像传感器106启动以记录光学膜片200的尺寸信息。在通过数据拟合的方式得到光轴角度的步骤之后，检测方法还包括步骤：基于光轴角度和尺寸信息对光学膜片200进行标定。如前文所述，受喷码方式、划线方式的限制，难以在光学膜片200上标记具体的光轴数据，但利用光学膜片200的尺寸信息可以很好的对光轴进行标定，从而便于进行后续的光学膜片200贴合，同时还能方便离线查询。基于光轴角度和尺寸信息对光学膜片200进行标定的具体过程可以是基于光轴角度和尺寸信息确定出光学膜片200的光轴方向以及光轴方向与光学膜片200的物理边的夹角。

本实用新型实施例的检测装置100可以独立使用，也可以集成在其他系统中使用，例如集成在膜片贴合设备300中使用。

如图6所示，本实用新型实施例还提供一种膜片贴合设备300。该膜片贴合设备300包括：一个或多个在线轴角检测装置100，在线轴角检测装置100用于在待贴合的多个光学膜片200相互贴合之前检测多个光学膜片200的光轴角度。本实用新型实施例的膜片贴合设备300通过包括一个或多个在待贴合的多个光学膜片200相互贴合之前检测多个光学膜片200的光轴角度的在线轴角检测装置100，使得可以在光学膜片200进行贴合之前在线进行光轴角度检测，贴合整体效率提高，且与现有的单纯依靠物理边对位相比，该膜片贴合设备300提高了各个功能性光学膜片200的对位精度，改善了光学模组204中由于光轴角度偏差大而产生的杂散光问题，减少了杂散光，优化了用户观看体验。

本实用新型实施例的膜片贴合设备300中，在线轴角检测装置100中的一个或多个优选地为前述的检测装置100。光轴角度可以为光吸收轴角度、光慢轴角度。在线轴角检测装置100可以设置在检测站点303处(参见图10)。当在线轴角检测装置100的数量为多个时，可以是包括多个相同的检测装置100，也可以是包括多个不同结构的检测装置100。本文中，“多个”指两个及两个以上。

下面结合图6至图11详细描述根据本实用新型的优选实施方式的膜片贴合设备300及利用该膜片贴合设备300进行光学膜片200的贴合的膜片贴合工艺。

如图10和图11所示，本实用新型实施例的膜片贴合设备300还可以包括：清洁装置320，清洁装置320用于在光学膜片200传送到在线轴角检测装置100之前清洁光学膜片200。清洁装置320可以是设置在清洁站点302处的清洁头，如图11所示。完成清洁的光学膜片200被传送到检测站点303以进行在线检测。

继续参考图10和图11，本实用新型实施例的膜片贴合设备300还可以包括：吸附装置350，吸附装置350用于将已完成在线检测的光学膜片200吸起，以便于撕去光学膜片200的上保护膜和/或下保护膜并且使已完成撕膜的光学膜片200相互贴合。吸附装置350可以设置在撕膜站点304，如图10所示，或设置在吸附和贴合站点305处，如图11所示。吸附装置350可以是吸附贴头。完成在线检测的光学膜片200被传送到撕膜站点304，由吸附贴头吸附后，撕去保护膜。光学膜片200通常具有上保护膜和下保护膜，因此在撕膜站点304需要将上保护膜和/或下保护膜撕去以便进行下一步的贴合步骤。其中，可以理解，位于中间层的光学膜片200包括通过撕膜装置391撕上膜和通过撕膜装置392撕下膜，如图11所示，而位于最上层的光学膜片200仅进行撕下膜，位于最下层的光学膜片200仅进行撕上膜。

在一些实施例中，本实用新型实施例的膜片贴合设备300还可以包括：多个料仓301，料仓301用于放置光学膜片200，不同的光学膜片200放置于不同的料仓301中。通常，每种类型的光学膜片200分别对应设置一个料仓301。其中，料仓301可以包括例如用于不同类型的光学膜片的第一料仓311、第二料仓312和第三料仓313。如图10所示，通常是利用上料取料器307从相应的料仓301或料盒中取出待贴合的光学膜片200。准备好的光学膜片200将被传送到清洁站点302，以进行清洁。

本实用新型实施例的膜片贴合设备300中，料仓301、清洁装置320、在线轴角检测装置100、吸附装置350可以被布置成呈线型流水线，如图10所示；或者料仓301、清洁装置320、在线轴角检测装置100、吸附装置350还可以被布置成呈环型流水线，如图11所示。

在一些实施例中，本实用新型实施例的膜片贴合设备300中，清洁装置320的数量满足每种类型的光学膜片200分别对应一个清洁装置320，在线轴角检测装置100的数量满足每种类型的光学膜片200分别对应一个在线轴角检测装置100，吸附装置350的数量满足每种类型的光学膜片200分别对应一个吸附装置350。在另一些实施例中，本实用新型实施例的膜片贴合设备300中，清洁装置320的数量满足多种类型的光学膜片200对应一个清洁装置320，在线轴角检测装置100的数量满足多种类型的光学膜片200对应一个在线轴角检测装置100，吸附装置350的数量满足多种类型的光学膜片200对应一个吸附装置350。通过将清洁装置320的数量满足每种类型的光学膜片200分别对应一个清洁装置320，将在线轴角检测装置100的数量满足每种类型的光学膜片200分别对应一个在线轴角检测装置100，将吸附装置350的数量满足每种类型的光学膜片200分别对应一个吸附装置350，可以提升贴膜效率，但设备成本会增加。

本实用新型实施例的膜片贴合工艺优选用于近眼显示的膜片贴合。在一些实施例中，如图9所示，待贴合的多个光学膜片200包括吸收型偏光片201、反射型偏光片202和相位延迟片203。在该光学模组204中，相位延迟片203的数量可以为一个或多个。当相位延迟片203的数量为多个时，每个相位延迟片203分别进行在线检测。

如图7所示，利用前述的膜片贴合设备300进行光学膜片200的膜片贴合工艺包括以下步骤：

S202：对待贴合的多个光学膜片200进行在线轴角检测，得到多个光学膜片200的光轴角度；

S204：获取多个光学膜片200的尺寸信息；

S206：基于光轴角度和尺寸信息贴合多个光学膜片200。

本实用新型实施例的膜片贴合工艺在膜片贴合过程中采用改进的对位方式，对待贴合的多个光学膜片200进行在线轴角检测，并获取多个光学膜片200的尺寸信息，之后再基于光轴角度和尺寸信息贴合多个光学膜片200，可以提高各个功能性光学膜片200的光轴的对位精度，改善光学模组204中由于光轴角度偏差大而产生的杂散光问题，减少杂散光，优化用户观看体验。

步骤S202中，在线轴角检测可以采用前述的检测装置100的检测方法进行，即将光学膜片200利用夹具130夹设于夹具130和旋转装置103之间并覆盖旋转装置103的透光孔，以使光学膜片200随旋转装置103的旋转而旋转；控制光源单元朝向光学膜片200发出光线；控制设置在旋转装置103的下游的检测器104检测光源单元发出的光线透过透光孔、光学膜片200后的透过光强；基于旋转装置103的旋转角度数据和检测器104测得的透过光强数据通过数据拟合的方式得到光轴角度。其中，优选地控制旋转装置103间歇旋转，控制检测器104在旋转装置103的间歇旋转的停止间隙检测透过光强。

步骤S204中，光学膜片200的尺寸信息通常包括光学膜片200的物理边信息，光学膜片200的物理边信息通常为长方形光学膜片200的短边信息和/或长边信息。如前文所述，检测装置100主要是利用旋转装置103、检测器104等来检测得到光学膜片200的光轴角度，而当检测装置100中还包括CCD图像传感器106时，在检测得到光轴角度的同时还可以利用该检测装置100检测得到光学膜片200的尺寸信息。也就是说，利用包含CCD图像传感器106的在线轴角检测装置100，可以同时得到光学膜片200的光轴角度和尺寸信息。

在一些实施例中，步骤S206中，基于光轴角度和尺寸信息贴合多个光学膜片200的步骤可以包括：

基于光轴角度和尺寸信息确定出每个光学膜片200的光轴方向以及光轴方向与光学膜片200的物理边的夹角；

以多个光学膜片200中的一者的光轴方向为基准边，依据多个光学膜片200的夹角的差值，将每个光学膜片200按照所需保持的角度关系定位；

贴合多个光学膜片200。

如图8所示，利用检测装置100测得光学膜片200的光轴角度对应的光轴方向A以及光学膜片200的短边B、长边C，并记录光轴方向A与光学膜片200的短边B的夹角m。类似地，也可以记录光轴方向A与光学膜片200的长边C的夹角。在光学模组204中，每个光学膜片200所需保持的角度关系，例如垂直或平行，为本领域技术人员根据需要来选择设计，在此不进行详述。

以光学模组204中的多个光学膜片200包括吸收型偏光片201、反射型偏光片202、相位延迟片203为例。在步骤S202中，分别对吸收型偏光片201、反射型偏光片202的吸收轴和相位延迟片203的慢轴进行角度检测。在步骤S204中，分别获取吸收型偏光片201、反射型偏光片202和相位延迟片203的短边和/或长边信息。之后以吸收型偏光片201的光吸收轴方向为基准边，或者以反射型偏光片202的光吸收轴方向为基准边，或者以相位延迟片203的光慢轴方向为基准边，依据吸收型偏光片201、反射型偏光片202、相位延迟片203的光轴方向A与光学膜片200的短边B的夹角的差值，将每个光学膜片200按照所需保持的角度关系定位。最后，在吸收型偏光片201的下方贴合反射型偏光片202，在反射型偏光片202的下方贴合相位延迟片203。贴合完成的光学模组204的结构如图9所示，光学模组204包括由上向下依次设置的吸收型偏光片201、反射型偏光片202和相位延迟片203。这里，“上”、“下”是参考图9中的上下方向来描述。

在完成贴合后，通常是利用下料取料器308将得到的光学模组204成品下料到收料盒306中，如图10所示。

现有的贴合工艺贴合吸收型偏光片201、反射型偏光片202、相位延迟片203的精度为±2°，而利用本实用新型实施例的膜片贴合工艺贴合的吸收型偏光片201、反射型偏光片202、相位延迟片203的精度为±0.3°，提高了贴合精度，减少了由于光轴角度误差导致的杂散光。与采用传统工艺贴合的实测效果相比，采用本实用新型实施例的贴合工艺贴合的漏光得到改善，显示效果明显有优化。

本实用新型实施例的膜片贴合工艺中，在对待贴合的多个光学膜片200进行在线轴角检测的步骤之前，膜片贴合工艺还包括步骤：清洁光学膜片200。如前所述，可以利用设置在清洁站点302处的清洁头对光学膜片200进行清洁。

本实用新型实施例的膜片贴合工艺中，在基于光轴角度和尺寸信息贴合多个光学膜片200的步骤之前，膜片贴合工艺还包括步骤：基于光学膜片200在光学模组204中所处的位置，撕去光学膜片200的上保护膜和/或下保护膜。位于中间层的光学膜片200包括撕上膜和撕下膜，而位于最上层的光学膜片200仅进行撕下膜，位于最下层的光学膜片200仅进行撕上膜。

在一些实施方式中，本实用新型实施例的膜片贴合工艺中，多个光学膜片200同时准备，同时清洁，同时在线轴角检测，同时撕去保护膜，最后依照光学模组204中的多个光学膜片200的层叠顺序沿层叠上下方向依次进行贴合。

在该实施方式中，多个光学膜片200同步处理。以图9的光学模组204为例，对吸收型偏光片201、反射型偏光片202和相位延迟片203分别有一条生产线，以同时对吸收型偏光片201、反射型偏光片202和相位延迟片203进行准备、清洁、检测、撕膜，直至到达吸附和贴合站点305，再将吸收型偏光片201、反射型偏光片202的吸收轴和相位延迟片203的慢轴方向按照所需要保持的一定角度关系来定位，例如垂直或平行，最后将反射型偏光片202贴合在吸收型偏光片201的下方，将相位延迟片203贴合在反射型偏光片202的下方。

在另一些实施方式中，本实用新型实施例的膜片贴合工艺中，依照光学模组204中的多个光学膜片200的层叠顺序沿层叠上下方向，控制位于更上方的光学膜片200依次经过准备、清洁、在线轴角检测、撕去保护膜的处理步骤，控制位于更下方的光学膜片200滞后于位于更上方的光学膜片200的处理步骤依次经过准备、清洁、在线轴角检测、撕去保护膜的处理步骤。

在该实施方式中，多个光学膜片200按照先后顺序错开处理。该实施方式可以是采用如图10所示的线型生产线的形式进行，也可以是采用如图11所示的环型流水线的方式进行。

以图9的光学模组204为例，在图10所示的实施例中，对吸收型偏光片201、反射型偏光片202和相位延迟片203仅有一条生产线，按层叠的先后顺序先从第一料仓311取吸收型偏光片201，将吸收型偏光片201传送到清洁站点302进行清洁，此时可以从第二料仓312取反射型偏光片202。之后，吸收型偏光片201传送到检测站点303进行检测，而反射型偏光片202传送到清洁站点302进行清洁，同时此时可以从第三料仓313取相位延迟片203。即反射型偏光片202的处理步骤滞后于吸收型偏光片201的处理步骤，而相位延迟片203的处理步骤滞后于反射型偏光片202的处理步骤，直至吸收型偏光片201、反射型偏光片202和相位延迟片203均到达吸附和贴合站点305后进行定位贴合，贴合完成的光学模组204放置在收料盒306中。此外，也可以是在吸收型偏光片201、反射型偏光片202到达吸附和贴合站点305后，先将这两者贴合，再等待相位延迟片203到达吸附和贴合站点305后，将相位延迟片203与贴合好的吸收型偏光片201、反射型偏光片202贴合。

图11所示的环型生产线与图10的线型生产线相比，区别在于第一料仓311、第二料仓312、第三料仓313在生产过程中循环旋转，以依次经过清洁站点302、检测站点303、撕膜站点304、之后被吸附贴头吸附，在吸附和贴合站点305完成贴合，得到光学模组204的成品并放置在收料盒306中。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“一个实施例”、“一些实施例”、或“优选实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上详细描述了本实用新型的实施方式。然而，本实用新型的方面不限于上述实施方式。在不脱离本实用新型的范围的情况下，各种改型和替换均可以应用到上述实施方式中。

Claims (4)

1.一种膜片贴合设备，其特征在于，所述膜片贴合设备包括：一个或多个在线轴角检测装置，所述在线轴角检测装置用于在待贴合的多个光学膜片相互贴合之前检测所述多个光学膜片的光轴角度；

其中，所述膜片贴合设备还包括：

料仓，所述料仓用于放置所述光学膜片；

清洁装置，所述清洁装置用于在所述光学膜片传送到所述在线轴角检测装置之前清洁所述光学膜片；

吸附装置，所述吸附装置用于将已完成在线检测的所述光学膜片吸起，以便于撕去所述光学膜片的上保护膜和/或下保护膜并使已完成撕膜的所述光学膜片相互贴合。

2.根据权利要求1所述的膜片贴合设备，其特征在于，

所述料仓、所述清洁装置、所述在线轴角检测装置、所述吸附装置被布置成呈线型流水线；或者

所述料仓、所述清洁装置、所述在线轴角检测装置、所述吸附装置被布置成呈环型流水线。

3.根据权利要求1所述的膜片贴合设备，其特征在于，

所述清洁装置的数量满足每种类型的所述光学膜片分别对应一个所述清洁装置，或者满足多种类型的所述光学膜片对应一个所述清洁装置；和/或

所述在线轴角检测装置的数量满足每种类型的所述光学膜片分别对应一个所述在线轴角检测装置，或者满足多种类型的所述光学膜片对应一个所述在线轴角检测装置；和/或

所述吸附装置的数量满足每种类型的所述光学膜片分别对应一个所述吸附装置，或者满足多种类型的所述光学膜片对应一个所述吸附装置。

4.根据权利要求1所述的膜片贴合设备，其特征在于，

所述待贴合的多个光学膜片包括吸收型偏光片、反射型偏光片和相位延迟片。