WO2014000334A1

WO2014000334A1 - 平行度检测系统及其方法

Info

Publication number: WO2014000334A1
Application number: PCT/CN2012/079760
Authority: WO
Inventors: 陈方甫; 丁涛
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-01-03
Anticipated expiration: 2014-12-26
Also published as: CN102749044B; CN102749044A

Description

平行度检测系统及其方法

技术领域

本发明是有关于一种平行度检测系统及其方法，特别是有关于一种利用光学量测技术的平行度检测系统及其方法。背景技术

在液晶显示器的领域中，追求产品的轻薄与高分辨率是未来的趋势。因此在产品生产过程中，每一组件的对位与结合的精确度与平整度更显得重要，因此生产设备的稳定性、精密度与校正动作，将会直接影响产品的生产良率与质量。目前用来检测生产压合设备平行度的方法，一般是采用感压纸进行检测。

感压纸是一种用于精确地测量出压力大小、压力分布和压力均匀度的检测组件，感压纸在受到压力后，会改变颜色，压力越大时，其颜色越深，因此可检测出压力大小、压力分布和压力均匀度。

感压纸的变色原理是当感压纸受到外在压力时，感压纸内部的微小颗粒色球会破裂，进一步和显色剂材料作用后产生颜色，透过微小颗粒的分子控制技术，微小颗粒色球是一种特殊的设计，可用来检测不同程度压力大小与压力分布。当感压纸受到的压力越大，会使感压纸内部的微小颗粒色球破裂越多，因此产生的颜色越深。感压纸可依据检测物施予压力的大小，选择不同检测压力范围的感压纸。例如：微压 (0. 5〜2 kgf/c n )、极超低压（2〜6 kgf/c m²)、超低压（5〜25 kgf/c m²)、低压（25〜100 kgf/c m²)、中压（100〜500 kgf/c m"、高压（500〜1300 kgf/c m"、超高压（1300〜3000 kgf/c m"。

因此，感压纸可应用于瓷砖业、弹簧组设计、点焊接、机械加工、乐器制造、家具业、

LCD模块、航天工业、轮胎业、医学临床生物学分析…等的量测。

由于感压纸能将受压状况以颜色的深浅显示出来，且能测量密合接面之间的压力值，压力测试范围： 0. 5 kgf/c m²〜3000 kgf/c m²，因此能有效改善产品质量，减少只凭人为感觉而进行多次调整或修改所产生的生产成本。

在一液晶显示器的液晶面板中，液晶面板需要透过一电源模块，来提供液晶面板所需的电力与控制讯号，透过将电压施加于液晶面板内的液晶单元上，进而控制液晶旋转以达到亮度变化的目的。其中，所述液晶面板与所述电源模块的电路板是透过一软性电路板相互连结，由于此软性电路板的厚度非常薄，且可嵌设驱动 IC与电子组件于所述软性电路板上，因此在将软性电路板压合至液晶面板上以及电源模块上时，压合的力道与施力均匀度是非常重要的制程参数，欲提升压合的施力均匀度，可透过压合机台的上、下两压合平面彼此平行，达到施力均匀的目的。因此，压合机台的上下两压合平面的平行度需要时常被量测与监控。

图 1为传统平行度检测系统 1的架构图。所述传统平行度检测系统 1包括一待测单元 10、一辅助单元 11、一参照单元 12与一感压纸 13。其中，待测单元 10的下表面是一平整的待测表面 101，待测单元 10的上表面与辅助单元 11结合。辅助单元 11用以调整待测单元 10的倾斜角度，并可使待测单元 10上下移动。参照单元 12的上表面是一平整的参照表面 121，因此，参照表面 121做为平行度检测的基准平面。

其中，感压纸 13放置于参照单元 12的参照表面 121上方，当辅助单元 11使待测单元 10向下方垂直移动并施压于参照单元 12时，待测表面 101与参照表面 121即会夹住感压纸 13，而感压纸 13则会依照上述的变色原理，将所承受压力的大小转换成颜色的深浅。因此，生产人员可判读出待测表面 101施力于参照表面 121的均匀度，接着借由辅助单元 11调整待测单元 10的倾斜角度，使待测单元 10的待测表面 101与参照单元 12的参照表面 121为平行状态。

由于感压纸属于一次性的消耗材料，且价格昂贵，仅靠颜色的深浅仍无法有效的数据化，因此如何使用一种可稳定量测、多次使用且可以将测试结果数据化的替代方案，则是极需解决的问题。发明内容

本发明的目的在于，克服现有使用感压纸量测平行度时，无法重复使用、价格昂贵且量测结果无法数据化的问题。因此本发明提出一种平行度检测系统，其可以稳定量测平行度、多次使用且可以将测试结果数据化。

本发明的次要目的在于，克服现有使用感压纸量测平行度时，无法重复使用、价格昂贵且量测结果无法数据化的问题。因此本发明提出一种平行度检测方法，其可以稳定量测平行度、多次使用且可以将测试结果数据化。

为了解决上述使用感压纸量测平行度所造成的问题，本发明提出一种平行度检测系统，其包括：一待测模块、一参照单元与一光学量测单元，所述待测模块包括一待测单元与一辅助单元。所述待测单元的下表面是一平整的待测表面，所述待测单元的上表面与所述辅助单元结合。所述辅助单元用以调整所述待测单元的倾斜角度与上下移动。所述参照单元的上表面是一平整的参照表面，当作平行度检测的基准平面。所述光学量测单元用于检测所述待测表面与所述参照表面的平行度，此平行度检测系统所述光学量测单元包括: 一光学量测模块与一位移模块。所述光学量测模块包括：一光源单元、一反射单元与一传感单元。所述光源单元向所述待测表面发射一准直光束，所述准直光束被所述待测表面反射至所述反射单元，所述反射单元再次反射所述准直光束向所述参照表面，所述准直光束被所述参照表面反射至所述传感单元，所述传感单元侦测所述准直光束的位置，即可算出所述待测表面与所述参照表面之间的一间隔距离。所述位移模块用于移动所述光学量测模块，并使所述光源单元、所述反射单元与所述传感单元保持固定的倾斜角度与保持彼此的相对距离。所述位移模块包括：一支撑单元与一位移单元。所述支撑单元用以支撑所述光学量测模块。所述位移单元具有使配置在所述位移单元上的所述支撑单元，依所述位移单元的延伸方向移动的功能。

前述的平行度检测系统，更包括：所述光源单元是一激光光源，提供所述光学量测模块一稳定的平行准直光源。

前述的平行度检测系统，更包括：所述传感单元是一位置感知器，用于侦测所述准直光束在所述传感单元上的位置。

前述的平行度检测系统，更包括：所述位移单元包括一滑轨结构，使装设于所述滑轨结构上的所述支撑单元，可在所述滑轨结构上移动。

前述的平行度检测系统，更包括：所述位移单元包括一伺服马达，用以控制装设在所述滑轨结构上的所述支撑单元的移动方向、移动速度与移动距离。

本发明亦提出一种用于平行度检测系统的平行度检测方法，其平行度检测系统包括：一待测模块、一参照单元与一光学量测单元。其中所述待测模块包括一待测单元与一辅助单元。所述待测单元的下表面是一平整的待测表面，所述待测单元的上表面与所述辅助单元结合。所述辅助单元用以调整所述待测单元的倾斜角度与上下移动。所述参照单元的上表面是一平整的参照表面，当作平行度检测的基准平面。所述光学量测单元包含一光学量测模块及一位移模块，所述光学量测模块包括一光源单元、一反射单元与一传感单元。所述位移模块包括一位移单元与一支撑单元。所述的平行度检测方法，其包括：由所述光源单元发射一准直光束至所述待测表面。由所述待测表面、所述反射单元与所述参照表面依序反射所述准直光束至所述传感单元。由所述传感单元侦测所述准直光束的位置，计算出所述待测表面与所述参照表面之间的一间隔距离。由所述位移单元控制所述支撑单元，使装设在所述支撑单元上的所述光学量测模块进行移动。重复上述步骤，直到取得所有欲量测点的间隔距离。依据多个量测点的间隔距离，计算出待测表面与参照表面之间的平行度。

前述的平行度检测方法，更包括：所述光源单元是一激光光源，提供所述光学量测模块一稳定的平行准直光源。前述的平行度检测方法，更包括：所述传感单元是一位置感知器，用于侦测所述准直光束在所述传感单元上的位置。

前述的平行度检测方法，更包括：所述位移单元包括一滑轨结构，使装设于所述滑轨结构上的所述支撑单元，可在所述滑轨结构上移动。

前述的平行度检测方法，更包括：所述位移单元包括一伺服马达，用以控制装设在所述滑轨结构上的所述支撑单元的移动方向、移动速度与移动距离。

综上所述，本发明的平行度检测系统以及平行度检测方法效果在于，透过平行度检测系统，并配合平行度检测方法，即可稳定地量测两表面之间的平行度、检测系统可重复使用以及测试结果可数据化，从而解决使用感压纸量测平行度所造成的无法重复使用、价格昂贵且量测结果无法数据化的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下为本发明的实施例配合附图详细说明如后。附图说明

图 1为传统平行度检测系统的架构图；

图 2为本发明的平行度检测系统的架构图；

图 3为本发明的平行度检测系统的上视图；以及

图 4为本发明的平行度检测方法的流程图。具体实施方式

以下结合附图所示的实施例作进一步详述。

图 2为本发明的平行度检测系统 2的架构图。此平行度检测系统 2包括一待测模块

21、一参照单元 22与一光学量测单元 23。其中，待测模块 21包括一待测单元 211与一辅助单元 212。待测单元 211的下表面是一平整的待测表面 2111，待测单元 211的上表面与辅助单元 212结合。辅助单元 212用以调整待测单元 211的倾斜角度，并使待测单元 211可以垂直的上下移动。参照单元 22的上表面是一平整的参照表面 221，因此参照表面 221可当作平行度检测的基准平面，用以比对待测表面 2111与参照表面 221的平行度。

光学量测单元 23包括一光学量测模块 24与一位移模块 25。

光学量测模块 24用于检测待测表面 2111与参照表面 221的平行度，其包括一光源单元 241、一反射单元 242与一传感单元 243。

光源单元 241提供光学量测模块 24—稳定的平行准直光源，并向待测表面 2111发射此准直光束，此准直光束可以是一激光光源，或利用透镜将一点光源平行准直化，即可产生准直光束。

反射单元 242包含一反射镜面 2421，当准直光束被待测表面 2111反射至反射单元 242 时，反射镜面 2421会将准直光束反射至参照表面 221。

传感单元 243可为一位置感知器，用于侦测准直光束在传感单元 243上的位置。当传感单元 243接收被参照表面 221反射至传感单元 243的准直光束后，传感单元 243立即侦测准直光束的位置，并计算出待测表面 2111与参照表面 221之间的一间隔距离 h。

位移模块 25用于移动光学量测模块 24，并使光源单元 241、反射单元 242与传感单元 243保持固定的倾斜角度与保持彼此之间的相对距离。此位移模块 25包括一支撑单元 251与一位移单元 252。

支撑单元 251用以支撑光学量测模块 24的光源单元 241、反射单元 242与传感单元

243。

位移单元 252具有使配置在位移单元 252上的支撑单元 251，依其延伸方向移动的功能。其中，位移单元 252包括一滑轨结构与一伺服马达，滑轨结构使装设于滑轨结构上的支撑单元 251，可在滑轨结构上移动。伺服马达可控制装设在滑轨结构上的支撑单元 251，而支撑单元 251又连接光学量测模块 24，因此伺服马达可控制光学量测模块 24的移动方向、移动速度与移动距离。

图 3为本发明的平行度检测系统 2的上视图。从图 3中可知，位移模块 25设置于待测模块 21与参照单元 22的一侧边，而反射单元 242、光源单元 241与传感单元 243皆透过支撑单元 251与位移单元 252连结。当位移单元 252往上视图中的垂直方向移动时，支撑单元 251也会带动光学量测模块 24往上视图中的垂直方向移动。因此反射单元 242、光源单元 241以及传感单元 243是保持相同的间隔距离与倾斜角度进行光学量测。故当待测表面 2111与参照表面 221为平行状态时，即可测得相同的间隔距离 h。

透过将位移模块 25与光学量测模块 24设置于待测模块 21与参照单元 22的不同侧边与不同的水平横向距离，且藉由多次的一维平行度量测结果，即可分析出待测表面 2111 与参照表面 221的二维平行度量测结果。

图 4为本发明用于平行度检测系统 2的平行度检测方法的流程图。故请同时参考图 2 与图 4，图 2中的组件功能与其连动关系，在此就不再赘述。此平行度检测方法包括：由光源单元 241发射准直光束至待测表面 2111 (S1)。

由待测表面 2111、反射单元 242 与参照表面 221 依序反射准直光束至传感单元

243 (S2)。由传感单元 243侦测准直光束的位置，计算出待测表面 2111与参照表面 221之间的间隔距离 h (S3)。

由位移单元 252控制支撑单元 251，使装设在支撑单元 251上的光学量测模块 24进行移动。

重复步骤 S 1~S4，直到取得所有欲量测点的间隔距离 h (S5)。

依据多个量测点的间隔距离（hl, h2, h3〜hn)，计算出待测表面 2111与参照表面 221 之间的平行度（S6)。

若平行度检测系统 2中的待测模块 21与参照单元 22是一压合机台，透过上述步骤 SrS6, 检测出待测表面 2111与参照表面 221之间的平行度后，即可依照检测数据，由辅助单元 212调整待测表面 2111，使待测表面 2111与参照表面 221平行，即可达到压合机台的平行度校正功能。

由上述可知，本发明的平行度检测系统以及平行度检测方法效果在于，透过平行度检测系统，并配合平行度检测方法，即可稳定地量测两表面之间的平行度、检测系统可重复使用以及测试结果可数据化，从而解决使用感压纸量测平行度所造成的无法重复使用、价格昂贵且量测结果无法数据化的问题。

以上，仅为本发明的较佳实施例，意在进一步说明本发明，而非对其进行限定。凡根据上述的文字和附图所公开的内容进行的简单的替换，都在本专利的权利保护范围之列。

Claims

权利要求

1.一种平行度检测系统，包括：一待测模块、一参照单元与一光学量测单元，所述待测模块包括一待测单元与一辅助单元，所述待测单元的下表面是一平整的待测表面，所述待测单元的上表面与所述辅助单元结合，所述辅助单元用以调整所述待测单元的倾斜角度与上下移动，所述参照单元的上表面是一平整的参照表面，当作平行度检测的基准平面，所述光学量测单元用于检测所述待测表面与所述参照表面的平行度，其平行度检测系统，包括：

一光学量测模块，包含：

一光源单元，向所述待测表面发射一准直光束；

一反射单元，所述准直光束被所述待测表面反射至所述反射单元，并再次反射向所述参照表面；以及

一传感单元，所述准直光束被所述参照表面反射至所述传感单元后，所述传感单元侦测所述准直光束的位置，即可算出所述待测表面与所述参照表面之间的一间隔距离；以及

一位移模块，用于移动所述光学量测模块，并使所述光源单元、所述反射单元与所述传感单元保持固定的倾斜角度与保持彼此的相对距离，包括：

一支撑单元，用以支撑所述光学量测模块；以及

一位移单元，具有使配置在所述位移单元上的所述支撑单元，依其延伸方向移动的功能；

其中，所述光源单元是一激光光源，所述传感单元是一位置感知器，所述位移单元包括一滑轨结构与一伺服马达，所述滑轨结构使装设于所述滑轨结构上的所述支撑单元，可在所述滑轨结构上移动，所述伺服马达，用以控制装设在所述滑轨结构上的所述支撑单元的移动方向、移动速度与移动距离。

2.一种平行度检测系统，包括：一待测模块、一参照单元与一光学量测单元，所述待测模块包括一待测单元与一辅助单元，所述待测单元的下表面是一平整的待测表面，所述待测单元的上表面与所述辅助单元结合，所述辅助单元用以调整所述待测单元的倾斜角度与上下移动，所述参照单元的上表面是一平整的参照表面，当作平行度检测的基准平面，所述光学量测单元用于检测所述待测表面与所述参照表面的平行度，其平行度检测系统包括：

一光学量测模块，包含：一光源单元，向所述待测表面发射一准直光束；

一支撑单元，用以支撑所述光学量测模块；以及

一位移单元，具有使配置在所述位移单元上的所述支撑单元，依其延伸方向移动的功能。

3.如权利要求 2所述的平行度检测系统，其中，所述光源单元是一激光光源，提供所述光学量测模块一稳定的平行准直光源。

4.如权利要求 2所述的平行度检测系统，其中，所述传感单元是一位置感知器，用于侦测所述准直光束在所述传感单元上的位置。

5.如权利要求 2所述的平行度检测系统，其中，所述位移单元包括一滑轨结构，使装设于所述滑轨结构上的所述支撑单元，可在所述滑轨结构上移动。

6.如权利要求 5所述的平行度检测系统，其中，所述位移单元包括一伺服马达，用以控制装设在所述滑轨结构上的所述支撑单元的移动方向、移动速度与移动距离。

7.一种用于平行度检测系统的平行度检测方法，其平行度检测系统包括:一待测模块、一参照单元与一光学量测单元，其中所述待测模块包括一待测单元与一辅助单元，所述待测单元的下表面是一平整的待测表面，所述待测单元的上表面与所述辅助单元结合，所述辅助单元用以调整所述待测单元的倾斜角度与上下移动，所述参照单元的上表面是一平整的参照表面，当作平行度检测的基准平面，所述光学量测单元包含一光学量测模块及一位移模块，所述光学量测模块包括一光源单元、一反射单元与一传感单元，所述位移模块包括一位移单元与一支撑单元，所述的平行度检测方法，包括：

由所述光源单元发射一准直光束至所述待测表面；

由所述待测表面、所述反射单元与所述参照表面依序反射所述准直光束至所述传感单元；

由所述传感单元侦测所述准直光束的位置，计算出所述待测表面与所述参照表面之间的一间隔距离；由所述位移单元控制所述支撑单元，使装设在所述支撑单元上的所述光学量测模块进行移动；

重复上述步骤，直到取得所有欲量测点的间隔距离；以及

依据多个量测点的间隔距离，计算出待测表面与参照表面之间的平行度。

8.如权利要求 7所述的平行度检测方法，其中，所述光源单元是一激光光源，提供所述光学量测模块一稳定的平行准直光源。

9.如权利要求 7所述的平行度检测方法，其中，所述传感单元是一位置感知器，用于侦测所述准直光束在所述传感单元上的位置。

10.如权利要求 7所述的平行度检测方法，其中，所述位移单元包括一滑轨结构，使装设于所述滑轨结构上的所述支撑单元，可在所述滑轨结构上移动。

11.如权利要求 10所述的平行度检测方法，其中，所述位移单元包括一伺服马达，用以控制装设在所述滑轨结构上的所述支撑单元的移动方向、移动速度与移动距离。