TWI575645B

TWI575645B - 採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法、顯示面板之基板對位上膠的方法和顯示面板之上下基板的對位方法

Info

Publication number: TWI575645B
Application number: TW105117871A
Authority: TW
Inventors: 江嘉榮
Original assignee: 盟立自動化股份有限公司
Priority date: 2016-06-06
Filing date: 2016-06-06
Publication date: 2017-03-21
Also published as: TW201743400A

Description

採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法、顯示面板之基板對位上膠的方法和顯示面板之上下基板的對位方法

本發明係關於一種影像伺服定位技術，特別有關一種能夠縮短影像伺服定位時間的採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法、顯示面板之基板對位上膠的方法和顯示面板之上下基板的對位方法。

隨著高科技產品之精密化的趨勢，加上精密加工技術的快速發展，使得許多工業產品能夠突破製程上的限制，提高一定的良率和精密度。

例如，半導體製造設備、液晶面板製造設備、網印設備以及印刷電路板製造設備中，為了在精密度上進一步提升，必須使用對位平台進行精確的對位移動程序。

這些自動化/半自動化設備機台一定要確保製造品有精確的對位，才能讓製造品內的元件或組件能在很小的誤差下對應到設定的位置，這些誤差通常要求在幾百到幾個微米(Micrometer)以下。

在對位技術中，通常會採用機械視覺(Machine Vision)的功能來導引對位平台位移，機械視覺是利用影像擷取設備(如CCD鏡頭)來獲取影像，透過電腦進行計算分析，最終生成要輸入給對位平台的移動參數，使對位平台據此產生位移及/或角位移，從而將對位平台上的目標物體移動到設定的位置。

常見的對位平台例如有XYθ平台、XXY平台和XYY平台等。XYθ平台具有三個相互獨立的移動軸，即X軸、Y軸及沿XY平面旋轉的θ軸，也就是，X軸、Y軸和θ軸上的移動量不會互相影響。XXY平台上有兩個X移動軸，θ角的角位移即由兩個X移動軸和Y軸來達成，而類似地，XYY平台的θ角位移是由X軸和兩個Y軸來達成。其他對位平台還例如有XY、UVW和XXYY平台等。

第1圖顯示一種習知的對位配置示意圖，對位平台10上放置有需要進行對位的物件12，物件12上設置有定位標記14，習知技術一般採用一個攝像鏡頭16拍攝對位平台10上物件12之定位標記14的影像，來導引對位平台10為物件12進行對位。

請參閱第2A圖至第2C圖，在攝像鏡頭16的視野下，攝像鏡頭16看到的定位標記14的座標位置記為P，進行對位時需要將定位標記14移至某一設定位置，例如假定為視野中心，即O點的位置，則計算器首先需要計算P點到O點的平移距離(例如X座標移動3個單位、Y座標移動2個單位)並通知對位平台10進行平移，如第2A圖所示。當定位標記14移動到該設定位置(即O點的位置)後，計算器計算需要旋轉的角度，而後通知對位平台10進行旋轉，如第2B圖所示。最後，物件12完成了對位，其定位標記14的位置和角度如第2C圖所示。

習知技術中，影像伺服定位需要兩階段定位，即平移對位和角度對位，這樣，對位平台需要一段時間進行平移對位，在另一段時間進行角度對位，存在對位時間過長的技術問題，尤其是在大量製造的情況下，需要對每一製造品進行對位，使得整個產出時間拉出。

舉例來說，在顯示面板製程中，在對基板塗膠以進行後續封裝之前，需先利用對位平台對基板進行對位，使自動塗膠機能夠將膠施於正確的位置，而塗膠後，上下基板透過膠進行貼合前也需要對上下基板的位置進行對位。因此，縮短對位所花的時間，能夠有效縮短顯示面板的產出時間，提高生產效率。

本發明的一個目的在於提供一種採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法、顯示面板之基板對位上膠的方法和顯示面板之上下基板的對位方法，以縮短影像伺服定位所需的時間，提高生產效率。

為達成上述目的，本發明一方面提供一種採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，包含如下步驟：(a) 決定該對位平台之物件上的第一定位標記在第一攝像鏡頭之視野下的第一目標位置；決定該對位平台之物件上的第二定位標記在該第二攝像鏡頭之視野下的第二目標位置；(b)利用該第一攝像鏡頭拍攝包含該物件之第一定位標記的影像，並得出該物件之第一定位標記的第一當前位置；利用該第二攝像鏡頭拍攝包含該物件之第二定位標記的影像，並得出該物件之第二定位標記的第二當前位置；(c)利用方程式AZ=B，得出將該第一定位標記從第一當前位置移動到該第一目標位置和將該第二定位標記從第二當前位置移動到該第二目標位置時所需輸入給該對位平台的補償位移量，其中A代表該對位平台的特性矩陣，B代表該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣，Z代表要輸入給該對位平台的補償位移量所構成的矩陣；以及(d)將該補償位移量輸入到該對位平台，使該對位平台產生位移及/或角位移，以使該物件之第一定位標記的第一當前位置移動到該第一目標位置，該物件之第二定位標記的第二當前位置移動到該第二目標位置。

本發明另一方面提供一種顯示面板之基板對位上膠的方法，包含如下步驟：利用機械手臂將該顯示面板之基板移動到對位平台上；利用第一攝像鏡頭和第二攝像鏡頭分別拍攝該基板上之第一定位標記和第二定位標記，以得出該第一定位標記在該第一攝像鏡頭之座標系下的第一當前位置以及該第二定位標記在該第二攝像鏡頭之座標系下的第二當前位置；得出將該基板之第一定位標記從該第一攝像鏡頭之座標系下的該第一當前位置移動到一第一目標位置和將該基板之第二定位標記從該第二攝像鏡頭之座標系下的該第二當前位置移動到一第二目標位置時所需輸入給該對位平台的補償位移量，其中該對位平台的補償位移量是對該對位平台的特性矩陣以及該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣進行運算而得出；將該補償位移量輸入到該對位平台，以使得在第一攝像鏡頭之座標系下該第一當前位置移動到該第一目標位置，在該第二攝像鏡頭之座標系下該第二當前位置移動到該第二目標位置，完成該基板之對位；以及利用自動塗膠機，對該已完成對位之基板進行上膠。

本發明再一方面提供一種顯示面板之上下基板的對位方法，包含如下步驟：利用機械手臂將該顯示面板之第一基板移動到第一對位平台上；利用第一攝像鏡頭和第二攝像鏡頭分別拍攝該第一基板上之第一定位標記和第二定位標記，以得出該第一定位標記之當前位置以及該第二定位標記之當前位置；得出將該第一基板之第一定位標記從其當前位置移動到一第一目標位置和將該第一基板之第二定位標記從其當前位置移動到一第二目標位置時所需輸入給該第一對位平台的補償位移量；將要輸入給該第一對位平台的該補償位移量輸入到該第一對位平台，以使得該第一基板之第一定位標記從其當前位置移動到該第一目標位置，該第一基板之第二定位標記從其當前位置移動到該第二目標位置；利用該機械手臂將該顯示面板之第二基板移動到與該第一對位平台平行設置的第二對位平台上；利用與該第一攝像鏡頭背向對應設置的第三攝像鏡頭和與該第二攝像鏡頭背向對應設置的第四攝像鏡頭分別拍攝該第二基板上之第三定位標記和第四定位標記，以得出該第三定位標記之當前位置以及該第四定位標記之當前位置；得出將該第二基板之第三定位標記從其當前位置移動到與該第一目標位置相對應之一第三目標位置和將該第二基板之第四定位標記從其當前位置移動到與該第二目標位置相對應之一第四目標位置時所需輸入給該第二對位平台的補償位移量；以及將要輸入給該第二對位平台的該補償位移量輸入到該第二對位平台，以使得該第二基板之第三定位標記從其當前位置移動到該第三目標位置，該第二基板之第四定位標記從其當前位置移動到該第四目標位置。

本發明採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，利用兩攝像鏡頭分別記錄物件上的第一定位標記和第二定位標記的位置，並利用對位平台的特性矩陣，以預定算法得出要輸入給對位平台的補償位移量，使得對位平台能夠依此補償位移量將第一定位標記和第二定位標記移動到目標位置。本發明中，對位平台能夠依此補償位移量同時完成平移位移和角位移，而沒有習知技術需分段進行平移對位和旋轉對位導致的對位時間過長的技術問題，因此本發明可縮短影像伺服定位所需的時間，提高生產效率。

10‧‧‧對位平台

12‧‧‧物件

14‧‧‧定位標記

16‧‧‧攝像鏡頭

30‧‧‧對位平台

32‧‧‧物件

341‧‧‧第一定位標記

342‧‧‧第二定位標記

361‧‧‧第一攝像鏡頭

362‧‧‧第二攝像鏡頭

O、P、P1、P2‧‧‧座標點

S102~S108‧‧‧步驟

S202~S210‧‧‧步驟

S302~S310‧‧‧步驟

S402~S416‧‧‧步驟

△X₁、△Y₁、△X₂、△Y₂‧‧‧位移量

第1圖顯示一種習知的對位配置示意圖。

第2A圖至第2C圖顯示習知的平移和旋轉兩階段對位方式的示意圖。

第3圖顯示本發明所採用的對位配置示意圖。

第4圖顯示本發明中採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法流程圖。

第5A圖和第5B圖分別顯示第一攝像鏡頭和第二攝像鏡頭的座標系的示意圖。

第6A圖和第6B圖分別顯示第一攝像鏡頭的座標系下第一定位標記的當前位置和第二攝像鏡頭的座標系下第二定位標記的當前位置的示意圖。

第7圖顯示本發明之對位平台的特性矩陣的獲取方法的示意圖。

第8A圖和第8B圖分別顯示本發明中在一個軸向上給予對位平台一個單位的移動量時第一攝像鏡頭量測到的第一量測點的位移量和第二攝像鏡頭量測到的第二量測點的位移量的示意圖。

第9圖顯示本發明之顯示面板之基板對位上膠的方法流程圖。

第10圖顯示本發明之顯示面板之上下基板的對位方法流程圖。

為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下參照圖式並舉實施例對本發明進一步詳細說明。

請參閱第3圖，其顯示本發明所採用的對位配置示意圖。本發明係為對位平台30上的物件32進行對位，物件32上設置有第一定位標記341和第二定位標記342，本發明採用了兩個攝像鏡頭，即第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362，分別用來拍攝物件32上的第一定位標記342和第二定位標記342的影像，以在第一攝像鏡頭361的視野下(即，在第一攝像鏡頭361的座標系下)記錄第一定位標記342的位置，在第二攝像鏡頭362的視野下(即，在第二攝像鏡頭362的座標系下)記錄第二定位標記342的位置，導引對位平台30為物件32進行對位。

本發明中，對位平台30可以採用XYθ平台、XXY平台或XYY平台，XYY平台與XXY平台主要的不同之處在於完成θ角位移所使用的軸，但其機制類似，因此XYY平台與XXY平台能夠應用相同的概念所得出的算法。此外，本發明的概念還可移植到例如XY、UVW和XXYY等平台的對位。

以下將以XXY平台和XYθ平台為例來說明本發明採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，首先會配合XXY平台介紹本發明的對位算法和各個對位流程，並在後續說明XYθ平台的對位機制。

第4圖顯示本發明中採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法流程圖。請一併參閱第3圖和第4圖，本發明採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法包含如下步驟：

步驟S102：決定第一定位標記341的第一目標位置；決定第二定位標記342的第二目標位置。具體來說，在此步驟中，決定對位平台30之物件32上的第一定位標記341在第一攝像鏡頭361之視野下(即，在第一攝像鏡頭361的座標系下)的第一目標位置；決定對位平台30之物件32上的第二定位標記342在第二攝像鏡頭361之視野下(即，在第二攝像鏡頭362的座標系下)的第二目標位置。

如第5A圖和第5B圖所示，第5A圖和第5B圖分別代表第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362的座標系，方框代表其視野，兩相互垂直的虛線代表其座標軸，如X軸和Y軸。假定第一定位標記341的第一目標位置為第一攝像鏡頭361的視野中心(即，第5A圖中O點的位置)，第二定位標記342的第二目標位置為第二攝像鏡頭362的視野中心(即，第5B圖中O點的位置)。也就是說，整個對位的目的，是要將第一定位標記341移動到第一目標位置，將第二定位標記342移動到第二目標位置。

當然，第一目標位置不必然為第一攝像鏡頭361的視野中心，也可以為其他位置；類似地，第一目標位置不必然為第二攝像鏡頭362的視野中心，也可以為其他位置。惟，第一目標位置和第二目標位置必須分別在第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362的視野內，以方便後續作位置計算。

通常，兩攝像鏡頭361、362與自動化/半自動化設備中的其他操作機台的位置已經過調教，設置成只要將標記移動到鏡頭視野內的某一設定的固定位置即完成對位。在對位程序之前，兩攝像鏡頭361、362的位置可能因調教需要而變動，但在整個對位過程中，兩攝像鏡頭361、362的位置基本上是保持不變的。另外，在生產過程中，整批的物件都要一一進行對位，攝像鏡頭361、362固定不動可以確保每個物件都對位到同一位置，也能夠避免移動攝像鏡頭所必須花費的時間，減少整個製程時間。

步驟S104：利用第一攝像鏡頭361得出第一定位標記341的第一當前位置；利用第二攝像鏡頭362得出第二定位標記342的第二當前位置。具體來說，在此步驟中，利用第一攝像鏡頭361拍攝包含物件32之第一定位標記341的影像，並得出物件32之第一定位標記341的第一當前位置；利用第二攝像鏡頭362拍攝包含物件32之第二定位標記342的影像，並得出物件32之第二定位標記342的第二當前位置。

如第6A圖和第6B圖所示，第6A圖和第6B圖分別顯示在第一攝像鏡頭361的視野下的第一定位標記341的位置和在第二攝像鏡頭362的視野下的第二定位標記342的位置。例如，物件32的第一定位標記341在第一攝像鏡頭361的座標系下的位置為第6A圖顯示的P1點，物件32的第二定位標記342在第二攝像鏡頭362的座標系下的位置為第6B圖顯示的P2點。

第一定位標記341的第一當前位置可透過計算分析器(未圖示)分析第一攝像鏡頭361拍攝到的影像來計算得出，第二定位標記342的第二當前位置亦透過類似之方式得出，此為機械視覺(Machine Vision)領域常用之方式。

步驟S106：利用預定算法，得出將第一定位標記341移動到第一目標位置(如第6A圖的O點位置)和將第二定位標記342移動到第二目標位置(如第6B圖的O點位置)時所需輸入給對位平台30的補償位移量。具體來說，在此步驟中，利用方程式AZ=B，得出將第一定位標記341從第一當前位置(如P1點的位置)移動到第一目標位置(如O點的位置)和將第二定位標記342從第二當前位置(如P2點的位置)移動到第二目標位置(如O點的位置)時所需輸入給對位平台30的補償位移量，其中A代表對位平台30的特性矩陣，B代表該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣，Z代表要輸入給對位平台30的補償位移量所構成的矩陣。

整個對位的目的即為將第一定位標記341和第二定位標記342的當前位置P1、P2所構成之向量，重合對準於第6A圖中的O點和第6B圖中的O點所構成之向量，因兩向量存在著△x、△y與△θ(註：此為對位平台的參數標示)的誤差。

以XXY平台為例，上述方程式AZ=B可以寫為：其中為XXY對位平台的特性矩陣，即上述方程式中的矩陣A；為該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣，即上述方程式中的矩陣B，也就是第一攝像鏡頭361的視野下P1座標減去O點座標在X軸和Y軸下的分量以及第二攝像鏡頭362的視野下P2座標減去O點座標在X軸和Y軸下的分量所構成的行矩陣；代表要輸入給該XXY對位平台的補償位移量所構成的矩陣，即上述方程式中的矩陣Z，也即此處需求得的量。

上述方程式AZ=B中，補償位移量的矩陣Z等效於下式：Z=(A^TA)^-1A^TB，其中T代表求取矩陣的轉置矩陣，而-1代表求取矩陣的反矩陣。

在同樣的配置下，同一類型的對位平台具有相同的特性矩陣A，至於如何獲取對位平台的特性矩陣A為清楚起見將於後文描述。在對位過程中，特性矩陣A是已知的，加上矩陣B可以在兩攝像鏡頭的座標系下求得，故矩陣B也是已知的，因此可以得出補償位移量的矩陣Z。

步驟S108：將該補償位移量輸入到對位平台30。具體來說，在此步驟中，將該補償位移量輸入到對位平台30，使對位平台30產生位移及/或角位移，以使物件32之第一定位標記341的第一當前位置移動到該第一目標位置，物件32之第二定位標記342的第二當前位置移動到該第二目標位置。也就是，第6A圖中的P1點移至O點，第6B圖中的P2點移至O點。在此步驟中，根據求得的補償位移量的矩陣Z，輸入矩陣Z中X、Y、θ的值給對位矩陣。

以XXY對位平台來說，上述θ值需轉換為各軸的進給量，一個轉換的例子是，XXY對位平台旋轉θ時，所需的各軸相對進給量為：X1軸：δ_X1=Rcos(δ_θ+θ_X1+θ₀)-Rcos(θ_X1+θ₀) X2軸：δ_X2=Rcos(δ_θ+θ_X2+θ₀)-Rcos(θ_X2+θ₀) Y軸：δ_Y=Rsin(δ_θ+θ_Y+θ₀)-Rsin(θ_Y+θ₀)其中，R=90，為通過連接在各軸上的交叉滾柱軸承中心的假設圓半徑(預定參數)；θ_X1=90，為連接在X1軸上的交叉滾柱軸承中心的角度位置(預定參數)；θ_X2=279，為連接在X2軸上的交叉滾柱軸承中心的角度位置(預定參數)；θ_Y=180，為連接在Y軸上的交叉滾柱軸承中心的角度位置(預定參數)；θ₀為計算動作前的工作台角度；以及δ_θ為工作台要旋轉的角度。

本發明採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，利用兩攝像鏡頭361、362分別記錄物件32上的第一定位標記341和第二定位標記342的位置，並利用對位平台30的特性矩陣，以預定算法得出要輸入給對位平台30的補償位移量，使得對位平台30能夠依此補償位移量將第一定位標記341和第二定位標記342移動到目標位置。本發明中，對位平台30能夠依此補償位移量同時完成平移位移和角位移，而沒有習知技術需分段進行平移對位和旋轉對位導致的對位時間過長的技術問題，因此本發明可縮短影像伺服定位所需的時間，提高生產效率。

在對位平台30之特性矩陣的獲取方面，本發明利用每次給予對位平台30些微移動量，觀察其上之量測點的位移，來獲取其特性矩陣。具體來說，使對位平台30每次僅在一個軸向(如X軸向、Y軸向和θ軸向)上產生一個單位的移動量，利用第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362分別記錄對位平台30上的第一量測點和第二量測點在對位平台30每次在一個軸向上產生一個單位的移動量時所對應的位移量，基於上述方程式AZ=B，來得出對位平台30的特性矩陣A。

請參閱第7圖，其顯示本發明之對位平台的特性矩陣的獲取方法的示意圖。本發明之對位平台的特性矩陣的獲取方法可分為如下步驟：

步驟S202：利用第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362分別拍攝對位平台30上的第一量測點和第二量測點的影像，記錄第一量測點在第一攝像鏡頭361之視野下的位置，記錄第二量測點在第二攝像鏡頭362之視野下的位置。如第8A圖和第8B圖所示，在初始時，假定第一量測點是位於第一攝像鏡頭361之座標系的視野中心，第二量測點是位於第二攝像鏡頭362之座標系的視野中心，也就是，都分別位於座標原點。

步驟S204：使對位平台30在X軸向上產生一個單位的移動量，例如輸入X=1給對位平台30，命令其依此移動，利用第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362得出第一量測點和第二量測點的位移量，例如此時利用第一攝像鏡頭361可以得出第一量測點產生了△X₁和△Y₁的位移(如第8A圖所示)，利用第二攝像鏡頭362可以得出第二量測點產生了△X₂和△Y₂的位移(如第8A圖所示)。

步驟S206：類似地，使對位平台30在Y軸向上產生一個單位的移動量，利用第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362得出第一量測點和第二量測點的位移量。

步驟S208：使對位平台30在θ軸向上產生一個單位的移動量，利用第一攝像鏡頭361和第二攝像鏡頭362得出第一量測點和第二量測點的位移量。

步驟S210：利用步驟S202至S208中所得出的第一量測點和第二量測點分別於對位平台30在X軸向、Y軸向和θ軸向上產生一個單位的移動量時的位移量，基於上述方程式AZ=B，得出對位平台30的特性矩陣。

如下以XXY對位平台來作試驗，依上述方式求其特性矩陣。首先，將標靶(即量測點)分別移到第一攝像鏡頭361(CCD_1)與第二攝像鏡頭362(CCD_2)的視野中間，並紀錄其數值，接著將XXY對平台分別給予X軸向、Y軸向及θ軸向一個單位之移動量的命令後，可得到下表1的數據，單位為一個像素(Pixel)：

依上述數據，可以分别得出、、，進而得出特性矩陣A，其中以一個像素為4.7um進行換算，下列特性矩陣A的單位為公釐(mm)：

如下以XXY對位平台來作試驗，瞭解採用本發明之方法的對位精確度。假設第一定位標記341在第一攝像鏡頭361(CCD_1)的座標系下的第一當前位置為(304.622,577.674)，第二定位標記342在第二攝像鏡頭362(CCD_2)的座標系下的第二當前位置為(293.503,232.356)，現要將其分別移動到座標(640,480)與(640,480)的位置。則，依據上述方程式AZ=B，計算出要輸入給XXY對位平台的補償位移量為：X=-1.009、Y=-0.504、θ=3.006。

如上所述，XXY對位平台旋轉θ時，θ值需轉換為各軸的進給量，依據上述轉換公式，將δ_θ=3.006代入轉換公式，可得到δ_X1=-4.72、δ_X2=4.72、δ_Y=-4.72。因此，最後要送給XXY對位平台的值為：X1=-1.009-4.72=-5.729 X2=-1.009+4.72=3.711 Y=-0.504-4.72=-5.224

採用本發明之對位方法以XXY對位平台進行對位試驗所產生的誤差如下表2所示，試驗結果顯示誤差約在20微米以下，精確度在合理範圍內。其中，1個pixel=4.7um。

針對XYθ對位平台，在對位過程中，上述步驟S106中的方程式AZ=B可以寫為：其中為XYθ對位平台的特性矩陣，即上述方程式中的矩陣A；中，△X₁和△Y₁為該第一當前位置與該第一目標位置分別在X和Y座標軸的差，△X₂和△Y₂為該第二當前位置與該第二目標位置分別在X和Y座標軸的差，，其中L 為該第一目標位置與該第二目標位置之間的實際距離；代表要輸入給該XYθ對位平台的補償位移量所構成的矩陣，即上述方程式中的Z。

此外，在XYθ對位平台的特性矩陣A的獲取方面，可以採用與上述步驟S202~S210所描述的類似方式來得出此特性矩陣。

如下以XYθ對位平台來作試驗，求其特性矩陣。首先，將標靶(即量測點)分別移到第一攝像鏡頭361(CCD_1)與第二攝像鏡頭362(CCD_2)的視野中間，並紀錄其數值，接著將XYθ對平台分別給予X軸向、Y軸向及θ軸向一個單位之移動量的命令後，可得到下表3的數據，單位為一個像素(Pixel)：

依上述數據，可以得出特性矩陣A，其中以一個像素為4.7um進行換算，下列特性矩陣A的單位為公釐(mm)：

如下以XYθ對位平台來作試驗，瞭解採用本發明之方法的對位精確度。假設第一定位標記341在第一攝像鏡頭361(CCD_1)的座標系下的第一當前位置為(637.056,479.057)，第二定位標記342在第二攝像鏡頭362(CCD_2)的座標系下的第二當前位置為(610.396,485.554)，現要將其分別移動到座標(964.435, 443.672)與(938.305,690.729)的位置。則，依據上述方程式AZ=B，計算出要輸入給XYθ對位平台的補償位移量為：X=0.006、Y=0.003、θ=0.0164。

採用本發明之對位方法以XYθ對位平台進行對位試驗所產生的誤差如下表4所示，試驗結果顯示誤差約在20微米以下，精確度在合理範圍內。其中，1個pixel=4.7um。

應用本發明之上述概念，本發明還提供一種顯示面板之基板對位上膠的方法。請參閱第9圖，其顯示本發明之顯示面板之基板對位上膠的方法流程圖，本發明對位上膠方法包含如下步驟：

步驟S302：將顯示面板之基板移動到對位平台上。在此步驟中，可以利用機械手臂，將要進行上膠的基板放置到對位平台上，先進行對位，此基板後續係與對向基板進行貼合組裝。

步驟S304：利用第一攝像鏡頭得出基板之第一定位標記的第一當前位置；利用第二攝像鏡頭得出基板之第二定位標記的第二當前位置。具體來說，利用第一攝像鏡頭和第二攝像鏡頭分別拍攝該基板上之第一定位標記和第二定位標記，以得出該第一定位標記在該第一攝像鏡頭之座標系下的第一當前位置以及該第二定位標記在該第二攝像鏡頭之座標系下的第二當前位置。此步驟可以採用機械視覺技術來達成。

步驟S306：得出要輸入給對位平台的補償位移量。具體來說，得出將該基板之第一定位標記從該第一攝像鏡頭之座標系下的該第一當前位置移動到一第一目標位置和將該基板之第二定位標記從該第二攝像鏡頭之座標系下的該第二當前位置移動到一第二目標位置時所需輸入給該對位平台的補償位移量，其中該對位平台的補償位移量是對該對位平台的特性矩陣以及該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣進行運算而得出。針對XXY對位平台和XYθ對位平台，此步驟可以分別採用上述提及的兩個方程式來達成。

步驟S308：將該補償位移量輸入到對位平台。具體來說，將該補償位移量輸入到該對位平台，即可使得在第一攝像鏡頭之座標系下該第一當前位置移動到該第一目標位置，在該第二攝像鏡頭之座標系下該第二當前位置移動到該第二目標位置，完成該基板之對位。

步驟S310：對該已完成對位之基板進行上膠。在此步驟中，可以利用自動塗膠機來對該基板進行上膠。該基板完成上膠後，後續可進行與對向基板進行貼合組裝的程序，以完成顯示面板之製造。

應用本發明之上述概念，本發明還提供一種顯示面板之上下基板的對位方法。請參閱第10圖，其顯示本發明之顯示面板之上下基板的對位方法流程圖，本發明的上下基板對位方法包含如下步驟：

步驟S402：將顯示面板之第一基板移動到第一對位平台上。在此步驟中，可以利用機械手臂，將第一基板放置到該第一對位平台上。

步驟S404：利用第一攝像鏡頭得出第一基板之第一定位標記的當前位置；利用第二攝像鏡頭得出第一基板之第二定位標記的當前位置。具體來說，在此步驟中，可以利用第一攝像鏡頭和第二攝像鏡頭分別拍攝該第一基板上之第一定位標記和第二定位標記，配合機械視覺技術，得出該第一定位標記之當前位置以及該第二定位標記之當前位置。

步驟S406：得出要輸入給第一對位平台的補償位移量。具體來說，針對XXY對位平台和XYθ對位平台，可以分別採用上述提及的兩個方程式，來得出將該第一基板之第一定位標記從其當前位置移動到一第一目標位置和將該第一基板之第二定位標記從其當前位置移動到一第二目標位置時所需輸入給該第一對位平台的補償位移量。

步驟S408：將要輸入給該第一對位平台的該補償位移量輸入到該第一對位平台，以使得該第一基板之第一定位標記從其當前位置移動到該第一目標位置，該第一基板之第二定位標記從其當前位置移動到該第二目標位置。例如，以XXY對位平台來說，可以得出X、Y和θ之補償位移量，而後將θ值轉換為各軸的進給量。

步驟S410：將顯示面板之第二基板移動到與第一對位平台平行設置的第二對位平台上。此步驟亦可利用機械手臂來移動第二基板。

步驟S412：利用與第一攝像鏡頭背向設置的第三攝像鏡頭得出第二基板之第三定位標記的當前位置；利用與第二攝像鏡頭背向設置的第四攝像鏡頭得出第二基板之第四定位標記的當前位置。在此步驟中，可以配合機械視覺技術，利用與該第一攝像鏡頭背向對應設置的第三攝像鏡頭和與該第二攝像鏡頭背向對應設置的第四攝像鏡頭分別拍攝該第二基板上之第三定位標記和第四定位標記，以得出該第三定位標記之當前位置以及該第四定位標記之當前位置。在此步驟中，第三攝像鏡頭較佳與第一攝像鏡頭沿一直線排列背向對應設置，且此兩攝像鏡頭的倍率和解析度相同；第四攝像鏡頭較佳與第二攝像鏡頭沿一直線排列背向對應設置，且此兩攝像鏡頭的倍率和解析度相同；以簡化後續的對位運算複雜度。

步驟S414：得出要輸入給第二對位平台的補償位移量。具體來說，得出將該第二基板之第三定位標記從其當前位置移動到與該第一目標位置相對應之一第三目標位置和將該第二基板之第四定位標記從其當前位置移動到與該第二目標位置相對應之一第四目標位置時所需輸入給該第二對位平台的補償位移量。補償位移量可利用上述提及的方程式計算得出。在此步驟中，該第三目標位置基本上與該第一目標位置相同或相應，該第四目標位置基本上與該第二目標位置相同或相應，這樣的話，即可很方便地將第二基板之第三定位標記移動到與第一基板之第一定位標記相應的位置上，將第二基板之第四定位標記移動到與第一基板之第二定位標記相應的位置上，實現第一基板與第二基板的對位。

步驟S416：將要輸入給該第二對位平台的該補償位移量輸入到該第二對位平台，以使得該第二基板之第三定位標記從其當前位置移動到該第三目標位置，該第二基板之第四定位標記從其當前位置移動到該第四目標位置。此時，第二基板之第三定位標記的位置即對應第一基板之第一定位標記的位置，第二基板之第四定位標記的位置即對應第一基板之第二定位標記的位置，完成了顯示面板之第一基板和第二基板(即，上下基板)的對位。

本發明已用較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

S102~S108‧‧‧步驟

Claims

一種採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，包含如下步驟：(a)決定該對位平台之物件上的第一定位標記在第一攝像鏡頭之視野下的第一目標位置；決定該對位平台之物件上的第二定位標記在該第二攝像鏡頭之視野下的第二目標位置；(b)利用該第一攝像鏡頭拍攝包含該物件之第一定位標記的影像，並得出該物件之第一定位標記的第一當前位置；利用該第二攝像鏡頭拍攝包含該物件之第二定位標記的影像，並得出該物件之第二定位標記的第二當前位置；(c)利用方程式AZ=B，得出將該第一定位標記從第一當前位置移動到該第一目標位置和將該第二定位標記從第二當前位置移動到該第二目標位置時所需輸入給該對位平台的補償位移量，其中A代表該對位平台的特性矩陣，B代表該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣，Z代表要輸入給該對位平台的補償位移量所構成的矩陣；以及(d)將該補償位移量輸入到該對位平台，使該對位平台產生位移及/或角位移，以使該物件之第一定位標記的第一當前位置移動到該第一目標位置，該物件之第二定位標記的第二當前位置移動到該第二目標位置。
如申請專利範圍第1項所述之採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，在步驟(a)至(d)之前，還包括獲取該對位平台之特性矩陣的步驟：(e)使該對位平台每次僅在一個軸向上產生一個單位的移動量，利用該第一攝像鏡頭和該第二攝像鏡頭分別記錄該對位平台上的第一量測點和第二量測點在該對位平台每次在一個軸向上產生一個單位的移動量時所對應的位移量，以得出該對位平台的特性矩陣。
如申請專利範圍第2項所述之採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，其中步驟(e)包含：(e1)利用該第一攝像鏡頭和該第二攝像鏡頭分別拍攝該對位平台上的該第一量測點和該第二量測點的影像，記錄該第一量測點在該第一攝像鏡頭之視野下的位置，記錄該第二量測點在該第二攝像鏡頭之視野下的位置；(e2)使該對位平台在X軸向上產生一個單位的移動量，利用該第一攝像鏡頭和該第二攝像鏡頭得出該第一量測點和該第二量測點的位移量；(e3)使該對位平台在Y軸向上產生一個單位的移動量，利用該第一攝像鏡頭和該第二攝像鏡頭得出該第一量測點和該第二量測點的位移量； (e4)使該對位平台在θ軸向上產生一個單位的移動量，利用該第一攝像鏡頭和該第二攝像鏡頭得出該第一量測點和該第二量測點的位移量；以及(e5)利用步驟(e2)至(e4)中所得出的該第一量測點和該第二量測點分別於該對位平台在X軸向、Y軸向和θ軸向上產生一個單位的移動量時的位移量，基於該方程式AZ=B，得出該對位平台的特性矩陣。
如申請專利範圍第1項所述之採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，其中該對位平台XXY對位平台，於步驟(c)中，該方程式AZ=B具體以下式表示：其中為該XXY對位平台的特性矩陣；為該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣；代表要輸入給該XXY對位平台的補償位移量所構成的矩陣。
如申請專利範圍第1項所述之採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，其中該對位平台為XYθ對位平台，於步驟(c)中，該方程式AZ=B具體以下式表示：其中為該XYθ對位平台的特性矩陣；中，△X₁和△Y₁為該第一當前位置與該第一目標位置分別在X和Y座標軸的差，△X₂和△Y₂為該第二當前位置與該第二目標位置分別在X和Y座標軸的差，，其中L為該第一目標位置與該第二目標位置之間的實際距離；代表要輸入給該XYθ對位平台的補償位移量所構成的矩陣。
如申請專利範圍第1項所述之採用雙攝像鏡頭為對位平台上的物件進行對位的方法，其中該補償位移量的矩陣Z等效於下式：Z=(A^TA)^-1A^TB，其中T代表求取矩陣的轉置矩陣，而-1代表求取矩陣的反矩陣。
一種顯示面板之基板對位上膠的方法，包含如下步驟：利用機械手臂將該顯示面板之基板移動到對位平台上；利用第一攝像鏡頭和第二攝像鏡頭分別拍攝該基板上之第一定位標記和第二定位標記，以得出該第一定位標記在該第一攝像鏡頭之座標系下的第一當前位置以及該第二定位標記在該第二攝像鏡頭之座標系下的第二當前位置；得出將該基板之第一定位標記從該第一攝像鏡頭之座標系下的該第一當前位置移動到一第一目標位置和將該基板之第二定位標記從該第二攝像鏡頭之座標系下的該第二當前位置移動到一第二目標位置時所需輸入給該對位平台的補償位移量，其中該對位平台的補償位移量是對該對位平台的特性矩陣以及該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣進行運算而得出；將該補償位移量輸入到該對位平台，以使得在第一攝像鏡頭之座標系下該第一當前位置移動到該第一目標位置，在該第二攝像鏡頭之座標系下該第二當前位置移動到該第二目標位置，完成該基板之對位；以及利用自動塗膠機，對該已完成對位之基板進行上膠。
如申請專利範圍第7項所述之顯示面板之基板對位上膠的方法，其中該對位平台的補償位移量係利用下列方程式計算得出：Z=(A^TA)^-1A^TB，其中Z代表該對位平台的補償位移量，A代表該對位平台的特性矩陣，B代表該第一當前位置與該第一目標位置在各個座標軸下的差以及該第二當前位置與該第二目標位置在各個座標軸下的差所構成的矩陣，T代表求取矩陣的轉置矩陣，而-1代表求取矩陣的反矩陣。
一種顯示面板之上下基板的對位方法，包含如下步驟：利用機械手臂將該顯示面板之第一基板移動到第一對位平台上；利用第一攝像鏡頭和第二攝像鏡頭分別拍攝該第一基板上之第一定位標記和第二定位標記，以得出該第一定位標記之當前位置以及該第二定位標記之當前位置；得出將該第一基板之第一定位標記從其當前位置移動到一第一目標位置和將該第一基板之第二定位標記從其當前位置移動到一第二目標位置時所需輸入給該第一對位平台的補償位移量；將要輸入給該第一對位平台的該補償位移量輸入到該第一對位平台，以使得該第一基板之第一定位標記從其當前位置移動到該第一目標位置，該第一基板之第二定位標記從其當前位置移動到該第二目標位置；利用該機械手臂將該顯示面板之第二基板移動到與該第一對位平台平行設置的第二對位平台上；利用與該第一攝像鏡頭背向對應設置的第三攝像鏡頭和與該第二攝像鏡頭背向對應設置的第四攝像鏡頭分別拍攝該第二基板上之第三定位標記和第四定位標記，以得出該第三定位標記之當前位置以及該第四定位標記之當前位置；得出將該第二基板之第三定位標記從其當前位置移動到與該第一目標位置相對應之一第三目標位置和將該第二基板之第四定位標記從其當前位置移動到與該第二目標位置相對應之一第四目標位置時所需輸入給該第二對位平台的補償位移量；以及將要輸入給該第二對位平台的該補償位移量輸入到該第二對位平台，以使得該第二基板之第三定位標記從其當前位置移動到該第三目標位置，該第二基板之第四定位標記從其當前位置移動到該第四目標位置。