TWM456062U - 光學自動對位系統及其自動對位治具 - Google Patents

Description

光學自動對位系統及其自動對位治具

本新型是有關於一種光學自動對位系統，特別是指一種具有一自動對位治具的光學自動對位系統。

隨著半導體製作技術的進步，行動通訊裝置、個人電腦或智能電視等電子裝置已成為人類普及的生活及工作必需品。這些電子裝置帶來的優點有：資訊交流更為快速、儲存資料更為方便，且也帶來更多元及豐富的視聽娛樂效果。

為了減少電子裝置的體積及增進其擴充性，電子裝置常會設有各種不同功能及規格的連接埠，如：類比視訊連接埠(D-subminiature,D-SUB)、數位視訊連接埠(digital visual interface,DVI)、高解析度多媒體連接埠(high definition multimedia interface,HDMI)、萬用串列匯流排(universal serial bus,USB)埠與IEEE 1394通用序列埠(IEEE 1394 series bus)等。

對製造商而言，電子裝置在出廠前必須先進行前述各種連接埠的功能測試，以檢驗連接埠的功能或安裝是否無誤。然而，連接埠的功能測試往往以人工的方式進行檢測，其檢驗的流程是先將連接器與連接埠相接合之後，才能進行後續的功能測試。如此一來，人工檢測往往不僅耗費了大量的人力，還消耗許多測試時間。更嚴重的話，除了人工檢驗可能造成誤操作而導致連接埠的壞損之外，還可 能因耗費過多的時間而延誤產品的交期。

因此，本新型之目的，即在提供一種光學自動對位系統。該光學自動對位系統包含一連接埠及一自動對位治具。該連接埠包括一反射面。該自動對位治具包括一控制單元、一動力單元、一電連接器及一偵測單元。動力單元電連接該控制單元。電連接器電連接該控制單元，且可受該動力單元的帶動而與該連接埠結合。該偵測單元電連接該控制單元且具有二相間隔的光學偵測器，每一光學偵測器可對該連接埠發射一光學偵測訊號；該偵測單元在該等光學偵測訊號透過該反射面的反射之後接收一該電連接器是否已與該連接埠對位的對位訊號，並傳送該對位訊號到該控制單元，當該控制單元根據該對位訊號判斷該電連接器已與該連接埠對位，該控制單元將透過該動力單元帶動該電連接器結合該連接埠。

較佳地，該電連接器與該連接埠具有一第一方向的對位公差，該等光學偵測器沿著該第一方向間格設置於該電連接器的周圍。

較佳地，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該等光學偵測器沿著一非平行於該第一方向與該第二方向的第三方向間格設置於該電連接器的周圍。

較佳地，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該 偵測單元還具有另一光學偵測器，該等光學偵測器呈三角形地間格設置於該電連接器的周圍。

較佳地，該動力單元具有一伺服馬達。

較佳地，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該偵測單元還具有另一光學偵測器，其中該二光學偵測器沿著該第一方向間格設置於該電連接器的周圍，另外之一的光學偵測器則與原本其中之一的光學偵測器沿著該第二方向間格設置於該電連接器的周圍。

本新型的另一目的在於提供一種自動對位治具。該自動對位治具包含一控制單元、一動力單元、一電連接器及一偵測單元。動力單元電連接該控制單元。電連接器電連接該控制單元，且可受該動力單元的帶動而與該連接埠結合。該偵測單元電連接該控制單元且包括二相間隔的光學偵測器，每一光學偵測器可對該連接埠發射一光學偵測訊號；該偵測單元在該等光學偵測訊號透過該反射面的反射之後接收一該電連接器是否已與該連接埠對位的對位訊號，並傳送該對位訊號到該控制單元，當該控制單元根據該對位訊號判斷該電連接器已與該連接埠對位，該控制單元將透過該動力單元帶動該電連接器結合該連接埠。

本新型之功效在於光學自動對位系統先透過偵測單元精準對位電連接器與連接埠，再利用動力單元將電連接器插接於連接埠以提升連接埠功能測試自動執行的便利性。

有關本新型之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

參閱圖1、圖2及圖3，本新型光學自動對位系統100包含一電子裝置1及一自動對位治具2。更仔細地說，電子裝置1可以是一行動通訊裝置、一智能電視、一筆記型電腦(notebook PC)、一掌上型電腦(pocket PC)或一平板電腦(tablet PC)。電子裝置1包括一基板11及一設於基板11的連接埠12。連接埠12具有一連接端子13、一圍繞連接端子13的圍繞壁15，以及一與圍繞壁15相連接且顯露於連接端子13外的反射面14。更仔細地說，連接埠12的反射面14與基板11之間在第一方向X上存在著二相間隔的空隙16、16’。反射面14與空隙16、16’的作用容後補述。本實施例中，連接埠12可以是一類比視訊連接埠(D-subminiature,D-SUB)、數位視訊連接埠(digital visual interface,DVI)、高解析度多媒體連接埠(high definition multimedia interface,HDMI)、萬用串列匯流排(universal serial bus,USB)埠與IEEE 1394通用序列埠(IEEE 1394 series bus)等，但不以此為限。

自動對位治具2包括一控制單元21及電連接控制單元21的一動力單元22、一電連接器23及一偵測單元24。控制單元21為一中央處理器(Central Processor Unit)。動力單元22具有一步進馬達221，以及一與步進馬達221結合且受其帶動的移動件222，當然，動力單元22不以步進馬達 221為限。本實施例中，移動件222可為一射出成型的模具並供電連接器23及偵測單元24設置。如此一來，電連接器23即可受動力單元22的帶動而與連接埠12的連接端子13相結合。配合參閱圖4，本實施例中，偵測單元24具有二相間隔的光學偵測器241、241’。每一光學偵測器241、241’具有一光源模組242及一接收模組243。光源模組242發射一如：紅外線或雷射等光線，光線在傳送的過程中若照射到某一物體且被該物體反射，則反射的光線被接收模組243接收即產生一代表光學偵測器241、241’已成功對位該物體的對位訊號。

舉例說明的是，當本新型光學自動對位系統100的自動對位治具2相對於電子裝置1進行一第一方向X的位移，則自動對位治具2的電連接器23與電子裝置1的連接端子13可能具有一平行於第一方向X的對位安裝公差。也就是說，自動對位治具2的電連接器23在插設入電子裝置1的連接端子13時，可能會因為第一方向X的對位誤差導致電連接器23無法結合於連接端子13中。因此，本新型光學自動對位系統100的自動對位治具2將透過沿第一方向X間隔設置的光學偵測器241進行第一方向X的對位校準。

更仔細地說，當電連接器23與連接埠12的對位誤差發生於第一方向X的其中一側，如圖1所示是靠近+X方向的一側時，電連接器23相對於連接埠12將突出於第一方向X中+X的一側，則偵測單元24位於+X的一側的光學偵測器241’所發射的光線只能照射到空隙16’而無法照射到連 接端子13的反射面14，如此一來，光學偵測器241的接收模組243將無法接收到反射的光線。同樣地，偵測單元24位於-X的一側的光學偵測器241並不會相對於連接埠12突出於第一方向X中-X的一側，因此，光學偵測器241發射的光線將能照射到連接端子13的反射面14，且在經過反射之後會由接收模組243所接收。此時，偵測單元24將產生一對位訊號，並將對位訊號傳送到控制單元21，控制單元21即根據對位訊號判斷電連接器23在+X的一側並未與連接埠12對位成功，因此，控制單元21將透過動力單元22帶動電連接器23往第一方向X中-X的方向移動一段位移，直到光學偵測器241、241’所發射的光線皆能照射到連接端子13的反射面14，且在經過反射之後都會由接收模組243所接收。這樣的話，偵測單元24產生的對位訊號經過控制單元21的判斷即能確認電連接器23與連接埠12已對位成功。控制單元21將透過動力單元22帶動電連接器23插接於連接端子13以完成本新型光學自動對位系統100的自動對位功能並進行後續的測試流程。

這樣的設計優點在於，本新型光學自動對位系統100透過在可能產生對位公差的第一方向X上間隔設置二光學偵測器241、241’即能達到更精準地自動對位的功效。同時，本新型光學自動對位系統100還能排除因基板11的容許誤差導致電連接器23未正確插入於連接端子13而導致連接埠12與電連接器23的損壞，並有效提升測試流程的時間與效率。

再次舉例說明的是，本新型光學自動對位系統100的自動對位治具2若相對於電子裝置1進行第一方向X與一第二方向Y的位移，則自動對位治具2的電連接器23與電子裝置1的連接端子13可能具有第一方向X與第二方向Y的二維對位安裝公差。配合參閱圖5，本新型光學自動對位系統100的自動對位治具2則可沿著一非平行於第一方向X與第二方向Y的第三方向間格設置二光學偵測器241、241’於電連接器23的周圍，以偵測電連接器23與連接端子13的二維對位公差。配合參閱圖6與圖7，當然，本新型光學自動對位系統100的自動對位治具2也可透過將三個光學偵測器241、241’、241”呈三角形地間格設置於電連接器23的周圍，或透過先將其中二個光學偵測器241、241’沿著第一方向X間格設置，再將另一個光學偵測器241”相對於光學偵測器241沿著第二方向Y間格設置於電連接器23的周圍，以偵測電連接器23與連接端子13的二維對位公差。

綜上所述，本新型光學自動對位系統100的自動對位治具2透過偵測單元24達到電連接器23與連接端子13的對位功能，並利用動力單元22將電連接器23自動插接於已完成對位的連接端子13中，以降低人工操作測試流程的誤動作。除此之外，自動對位治具2的偵測單元24在沿著可能發生對位誤差的方向上間隔設置光學偵測器241、241’、241”已完成更精準地自動定位的效果，所以確實能達成本新型之目的。

惟以上所述者，僅為本新型之較佳實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，即大凡依本新型申請專利範圍及新型說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧光學自動對位系統

1‧‧‧電子裝置

11‧‧‧基板

12‧‧‧連接埠

13‧‧‧連接端子

14‧‧‧反射面

15‧‧‧圍繞壁

16、16’‧‧‧空隙

2‧‧‧自動對位治具

21‧‧‧控制單元

22‧‧‧動力單元

221‧‧‧步進馬達

222‧‧‧移動件

23‧‧‧電連接器

24‧‧‧偵測單元

241、241’、241”‧‧‧光學偵測器

242‧‧‧光源模組

243‧‧‧接收模組

圖1是一立體示意圖，說明本新型的光學自動對位系統；圖2是一電路方塊圖，說明光學自動對位系統的自動對位治具；圖3是一正視示意圖，說明光學自動對位系統的電子裝置；及圖4到圖7分別為一正視示意圖，說明光學自動對位系統的電連接器與偵測單元的設計。

100‧‧‧光學自動對位系統

1‧‧‧電子裝置

11‧‧‧基板

12‧‧‧連接埠

13‧‧‧連接端子

14‧‧‧反射面

15‧‧‧圍繞壁

16、16’‧‧‧空隙

2‧‧‧自動對位治具

221‧‧‧步進馬達

222‧‧‧移動件

23‧‧‧電連接器

24‧‧‧偵測單元

241、241’‧‧‧光學偵測器

Claims (12)

1. 一種光學自動對位系統，包含：一連接埠，包括一反射面；及一自動對位治具，包括：一控制單元；一動力單元，電連接該控制單元；一電連接器，電連接該控制單元，且可受該動力單元的帶動而與該連接埠結合；及一偵測單元，電連接該控制單元且具有二相間隔的光學偵測器，每一光學偵測器可對該連接埠發射一光學偵測訊號；該偵測單元在該等光學偵測訊號透過該反射面的反射之後接收一該電連接器是否已與該連接埠對位的對位訊號，並傳送該對位訊號到該控制單元，當該控制單元根據該對位訊號判斷該電連接器已與該連接埠對位，該控制單元將透過該動力單元帶動該電連接器結合該連接埠。
2. 如請求項1所述的光學自動對位系統，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向的對位公差，該等光學偵測器沿著該第一方向間格設置於該電連接器的周圍。
3. 如請求項1所述的光學自動對位系統，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該等光學偵測器沿著一非平行於該第一方向與該第二方向的第三方向間格設置於該電連接器的周圍。
4. 如請求項1所述的光學自動對位系統，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該偵測單元還具有另一光學偵測器，該等光學偵測器呈三角形地間格設置於該電連接器的周圍。
5. 如請求項1所述的光學自動對位系統，其中，該動力單元具有一伺服馬達。
6. 如請求項1所述的光學自動對位系統，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該偵測單元還具有另一光學偵測器，其中該二光學偵測器沿著該第一方向間格設置於該電連接器的周圍，另外之一的光學偵測器則與原本其中之一的光學偵測器沿著該第二方向間格設置於該電連接器的周圍。
7. 一自動對位治具，適合與一包含一反射面的連接埠結合使用，該自動對位治具包含：一控制單元；一動力單元，電連接該控制單元；一電連接器，電連接該控制單元，且可受該動力單元的帶動而與該連接埠結合；及一偵測單元，電連接該控制單元且具有二相間隔的光學偵測器，每一光學偵測器可對該連接埠發射一光學偵測訊號；該偵測單元在該等光學偵測訊號透過該反射面的反射之後接收一該電連接器是否已與該連接埠對位 的對位訊號，並傳送該對位訊號到該控制單元，當該控制單元根據該對位訊號判斷該電連接器已與該連接埠對位，該控制單元將透過該動力單元帶動該電連接器結合該連接埠。
8. 如請求項7所述的自動對位治具，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向的對位公差，該等光學偵測器沿著該第一方向間格設置於該電連接器的周圍。
9. 如請求項7所述的自動對位治具，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該等光學偵測器沿著一非平行於該第一方向與該第二方向的第三方向間格設置於該電連接器的周圍。
10. 如請求項7所述的自動對位治具，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該偵測單元還具有另一光學偵測器，該等光學偵測器呈三角形地間格設置於該電連接器的周圍。
11. 如請求項7所述的自動對位治具，其中，該動力單元具有一伺服馬達。
12. 如請求項7所述的自動對位治具，其中，該電連接器與該連接埠具有一第一方向及一第二方向的對位公差，該第一方向垂直於該第二方向，該偵測單元還具有另一光學偵測器，其中該二光學偵測器沿著該第一方向間格設置於該電連接器的周圍，另外之一的光學偵測器則與原 本其中之一的光學偵測器沿著該第二方向間格設置於該電連接器的周圍。