全視角檢測裝置及系統的製作方法

2023-07-23 11:27:41

本申請涉及液晶顯示屏檢測設備領域，尤其涉及一種全視角檢測裝置及系統。

背景技術：

在液晶顯示屏(如手機、筆記本電腦、電腦或電視屏幕)生產組裝工序中，為保證使用者的最佳體驗(近全視角下無缺陷)，每個工序結束後均需要對其進行檢驗，檢驗合格的液晶顯示屏才可進入下一道生產工序中，檢驗不合格的進行修復或報廢。

由於液晶顯示屏的光性能的要求，液晶顯示屏的缺陷存在定視角性。如，液晶顯示屏中的背光模組有兩片增亮膜(稜鏡膜)，兩塊增亮膜的稜鏡方向相互垂直，增亮膜的缺陷會導致背光模組的亮度不均，這種顯示缺陷在相機光軸與液晶屏表面成一定角度，並且與背光模組內增亮膜稜鏡方向垂直時才能較好成像並檢測。為檢驗出此缺陷，在屏表面分別加與背光模組兩片稜鏡膜相互垂直的稜鏡，可使缺陷垂直可見，但因稜鏡膜透過率並非100％，造成缺陷對比度成像較實際的偏低，且稜鏡膜與液晶屏表面距離需保持在1mm以下，工程化實施難度大。在檢驗的過程中需要對液晶顯示屏進行全視角。為完成液晶顯示屏的檢驗，需要對液晶顯示屏進行全視角檢驗。

全視角檢驗是指以垂直液晶顯示屏平面的法線為中心軸在一定的檢查視角範圍(±45°、±75°等)內進行全面檢驗。目前，對液晶顯示屏全視角檢驗包括兩種：一種是人工檢驗；另一種是aoi(automaticopticinspection，自動光學檢測)檢驗。人工實施檢驗時，需要人員拿起待檢驗產品，通過手動變換觀察的高度和角度，結合人員的頭部擺動以觀察待檢驗產品表面的缺陷人工檢驗是檢驗完畢一個產品後需再拿起下一個待檢驗產品，使得檢驗效率較低，不適合用於批量生產中。現有的aoi設備進行檢驗時，將待檢驗產品放置在檢測平臺上，通過設置在aoi設備中的檢測相機自動掃描以進行圖像採集，採集到的圖像經過處理後，檢查出缺陷，並通過顯示器顯示出來，以方便檢驗人員對具有缺陷的產品進行處理。

但是，採用aoi設備進行檢測，檢測相機的檢測視角範圍為±1°(垂直檢測)或45°±5°(特定的斜視角度)，aoi設備只能檢測到處於特定角度內的產品缺陷，若缺陷存在於檢測相機的檢測視角範圍以外時，aoi設備將無法捕捉到缺陷特徵而造成漏檢。

技術實現要素：

本申請提供了一種全視角檢測裝置及系統，以解決現有aoi設備無法進行全視角檢驗的問題，並提高檢驗效率。

第一方面，本申請提供了一種全視角檢測裝置，所述裝置包括：支架、x軸運動組件、y軸運動組件、z軸運動組件、α旋轉組件和β旋轉組件；其中：

所述x軸運動組件包括第一絲槓模組、第一驅動機構和直線導軌，所述第一驅動機構驅動連接所述第一絲槓模組，所述第一絲槓模組的延伸方向與所述直線導軌的延伸方向平行，且所述第一絲槓模組和直線導軌分別固定連接所述支架；

所述y軸運動組件包括第二絲槓模組和第二驅動機構，所述第二絲槓模組的一端配合連接所述第一絲槓模組，所述第二絲槓模組的另一端配合連接所述直線導軌，所述第二驅動機構驅動連接所述第二絲槓模組，所述第二絲槓模組沿所述第一絲槓模組的延伸方向運動；

所述z軸運動組件包括第三絲槓模組和第三驅動機構，所述第三絲槓模組的一端配合連接所述第二絲槓模組，所述第三驅動機構驅動連接所述第三絲槓模組，所述第三絲槓模組沿所述第二絲槓模組的延伸方向運動；

所述α旋轉組件包括第四驅動機構、α旋轉安裝座和α旋轉座，所述α旋轉安裝座的一端配合連接所述第三絲槓模組，所述α旋轉安裝座的另一端支撐且活動連接所述α旋轉座，所述第四驅動機構驅動連接所述α旋轉座；

所述β旋轉組件包括第五驅動機構和β旋轉座，所述第五驅動機構固定連接所述α旋轉座，所述第五驅動機構驅動連接所述β旋轉座。

可選的，上述裝置中，所述β旋轉座包括第一連杆、第二連杆、主動臂、第一從動臂和第二從動臂；所述第一連杆和第二連杆相互平行，所述第一連杆、第二連杆、第一從動臂和第二從動臂組成平行四邊形，且所述第一連杆、第二連杆、第一從動臂和第二從動臂相互之間活動連接；

所述第一連杆固定連接所述α旋轉座；

所述第五驅動機構驅動連接所述主動臂，且所述主動臂的一端固定連接所述第一連杆，所述主動臂的另一端活動連接所述第二連杆。

可選的，上述裝置中，所述裝置還包括第一轉接板、第二轉接板和第三轉接板；

所述第一轉接板的一端固定連接所述第一絲槓模組的滑塊，所述第一轉接板的另一端固定連接所述第二絲槓模組；

所述第二轉接板的一端固定連接所述第二絲槓模組的滑塊，所述第二轉接板的另一端固定連接所述第三絲槓模組；

所述第三轉接板的一端固定連接所述直線導軌的滑塊，所述第三轉接板的另一端固定連接所述第二絲槓模組。

可選的，上述裝置中，所述第二絲槓模組的延伸方向分別垂直於所述第一絲槓模組和直線導軌的延伸方向。

可選的，上述裝置中，所述第一從動臂和第二從動臂上分別設置相機安裝座，所述相機安裝座上設置卡箍，所述卡箍的中心軸線均平行與所述主動臂的中心軸線。

可選的，上述裝置中，所述裝置還包括顯示屏載具，所述顯示屏載具上設置顯示屏限位槽，所述顯示屏限位槽的承載面垂直於所述第三絲槓模組的中軸線。

可選的，上述裝置中，所述β旋轉座還包括第三從動臂和第四從動臂，所述第一從動臂、第二從動臂、第三從動臂和第四從動臂的中心軸線相互平行且位於同一平面內。

可選的，上述裝置中，所述第一驅動機構包括第一伺服電機，所述第二驅動機構包括第二伺服電機，所述第三驅動機構包括第三伺服電機，所述第四驅動機構包括第四伺服電機和與所述第四伺服電機驅動連接的第一減速機，所述第五驅動機構包括第五伺服電機和與所述第五伺服電機驅動連接的第二減速機。

可選的，上述裝置中，所述第一連杆分別通過軸承連接所述第一從動臂和第二從動臂；和/或，

第二連杆分別通過軸承連接第一從動臂和第二從動臂。

本申請實施例中提供的全視角檢測裝置，可用於液晶顯示屏長邊和短邊方向的缺陷檢驗，β旋轉座帶動檢測相機進行運動拍攝。在檢驗的過程中，保證檢測相機的光軸(為便於描述將檢測相機的拍攝中軸線所在直線叫做光軸)對準液晶顯示屏，在進行長邊缺陷檢測時，光軸運動所在平面與液晶屏長邊垂直時為長邊斜視檢測，在進行短邊缺陷檢測時，光軸運動所在平面與液晶屏短邊垂直時為短邊斜視檢測，檢測時光軸與液晶顯示屏法線夾角在0-±75°的整個範圍內運動。通過調整x軸運動組件、y軸運動組件、z軸運動組件、α旋轉組件和β旋轉組件的參數實現檢測相機圓弧運動的圓心、半徑和運動範圍的調整，達到對不同尺寸液晶顯示屏的全視角檢驗，且具有較高的穩定性和準確性，實現檢測相機連續的拍照檢驗，實現aoi設備對對全視角檢驗的高適應性，提高檢測效率。本申請實施例中提供的全視角檢測裝置，在檢驗的過程中可保證光軸的對準液晶顯示屏的某一點不變，如液晶顯示屏的中心點，進行整個視角拍攝是為了找出在那個不確定的特定角度下可見的缺陷，在每個位置拍攝的圖都可能是檢測缺陷的圖像。本申請實施例中提供的全視角檢測裝置，可快速調整檢測相機的物距，實現對不同尺寸的液晶屏進行全視角範圍內檢驗，同時還能保證成像質量。

第二方面，本申請還提供了一種全視角檢測系統，包括檢測相機和全視角檢測裝置，所述全視角檢測裝置為上述中任意一項所述的全視角檢測裝置，所述檢測相機設置在所述全視角檢測裝置的β旋轉座上。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對於本領域普通技術人員而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實施例提供的全視角檢測裝置的立體圖；

圖2為本申請實施例提供的全視角檢測裝置的後視圖；

圖3為本申請實施例提供的全視角檢測裝置的局部結構示意圖一；

圖4為本申請實施例提供的全視角檢測裝置的局部結構示意圖二。

其中：

1-支架，2-x軸運動組件，201-第一絲槓模組，202-第一驅動機構，203-直線導軌，3-y軸運動組件，301-第二絲槓模組，302-第二驅動機構，4-z軸運動組件，401-第三絲槓模組，402-第三驅動機構，5-α旋轉組件，501-第四驅動機構，502-α旋轉安裝座，503-α旋轉座，6-β旋轉組件，601-第五驅動機構，602-第一連杆，603-第二連杆，604-主動臂，605-第一從動臂，606-第二從動臂，607-第三從動臂，608-第四從動臂，7-第一轉接板，8-第二轉接板，9-第三轉接板，10-顯示屏載具，101-顯示屏限位槽，11-檢測相機，12-光軸。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

圖1是本申請實施例提供的全視角檢測裝置及系統的一種立體結構示意圖，展示出全視角檢測裝置及系統一種具體實現方式；圖2是本申請實施例提供全視角檢測裝置及系統的後視圖；圖3是圖1中局部結構示意圖；圖4為圖3局部結構的正視圖。

結合附圖1-4，本申請實施例提供的全視角檢測裝置，用於液晶顯示屏的全視角檢驗，其主要包括支架1、x軸運動組件2、y軸運動組件3、z軸運動組件4、α旋轉組件5和β旋轉組件6。支架1在全視角檢測裝置用於所述裝置的支撐固定。x軸運動組件2、y軸運動組件3、z軸運動組件4、α旋轉組件5和β旋轉組件6，用以帶動檢測攝像設備全視角範圍內移動或轉動，實現檢測設備對顯示屏全視角檢驗，本申請中的檢測設備主要是指檢測相機11，檢測相機11被固定在β旋轉組件6上，檢測相機11在x軸運動組件2、y軸運動組件3、z軸運動組件4、α旋轉組件5和β旋轉組件6的協同作用下，進行液晶顯示屏長邊和短邊的全視角檢驗。

x軸運動組件2包括第一絲槓模組201、第一驅動機構202和直線導軌203，第一驅動機構202驅動連接第一絲槓模組201，第一絲槓模組201的延伸方向與直線導軌203的延伸方向平行，且第一絲槓模組201和直線導軌203分別固定連接支架1。

y軸運動組件3包括第二絲槓模組301和第二驅動機構302，第二絲槓模組301的一端配合連接第一絲槓模組201，第二絲槓模組301的另一端配合連接直線導軌203，第二驅動機構302驅動連接第二絲槓模組301，第二絲槓模組301沿第一絲槓模組201的延伸方向運動。第二絲槓模組301的延伸方向分別垂直於第一絲槓模組201和直線導軌203的延伸方向，便於檢測相機11的定位。

z軸運動組件4包括第三絲槓模組401和第三驅動機構402，第三絲槓模組401的一端配合連接第二絲槓模組301，第三驅動機構402驅動連接第三絲槓模組401，第三絲槓模組401沿第二絲槓模組301的延伸方向運動。

α旋轉組件5包括第四驅動機構501、α旋轉安裝座502和α旋轉座503，α旋轉安裝座502的一端配合連接第三絲槓模組401，α旋轉安裝座502的另一端支撐且活動連接α旋轉座503，第四驅動機構501驅動連接α旋轉座503。

β旋轉組件6包括第五驅動機構601和β旋轉座，第五驅動機構601固定連接α旋轉座503，第五驅動機構601驅動連接β旋轉座。β旋轉座用於固定連接檢測相機11，可帶動檢測相機11沿β方向旋轉。

具體的，本申請實施例中的第一驅動機構202、第二驅動機構302、第三驅動機構402、第四驅動機構501和第五驅動機構601包括伺服電機、步進電機或其他種類的電機，本發明實施例不做具體限定，下文中以伺服電機為例進行詳細說明，其他型號的電機可相應參照伺服電機的工作過程。

在第四驅動機構501和第五驅動機構601中還包括減速機，所述減速機可為直角行星減速機、齒輪—蝸杆減速機或其他傳動精度高的減速機，本發明實施例不做具體限定，下文中以直角行星減速機為例進行詳細說明，其他型號的減速機可相應參照直角行星減速機的工作過程。

可選的，第一驅動機構202包括第一伺服電機，第二驅動機構302包括第二伺服電機，第三驅動機構402包括第三伺服電機，第四驅動機構501包括第四伺服電機和與第四伺服電機驅動連接的第一減速機，第五驅動機構601包括第五伺服電機和與第五伺服電機驅動連接的第二減速機。

具體的，本申請實施例中的第一絲槓模組201、第二絲槓模組301和第三絲槓模組401均包括絲槓模組。絲槓模組，如滾珠絲杆，一般包括底座、設置在底座上的絲槓和設置在絲槓上的滑塊，底座還用於絲槓模組的安裝，在絲槓被驅動的情況下，滑塊沿絲槓的延伸方向運動。絲槓模組主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動，或將扭矩轉換成軸向反覆作用力，同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。具體的，直線導軌203包括導軌和滑塊，所述滑塊與所述導軌配合連接，所述滑塊可沿所述導軌延伸方向來回移動，第二絲槓模組301可通過所述滑塊與所述直線導軌203配合連接。

伺服電機的輸出軸連接第一絲槓模組201的絲槓，驅動伺服電機，絲槓隨伺服電機的輸出軸的旋轉而旋轉，絲槓的旋轉帶動滑塊沿絲槓延伸方向運動，第二絲槓模組301配合來連接第一絲槓模組201，即與第一絲槓模組201的滑塊連接，在滑塊運動的時候第二絲槓模組301隨其運動，第三絲槓模組401和α旋轉安裝座502的運動類似於第二絲槓模組301，在此不再贅述。α旋轉座503的旋轉，伺服電機的旋轉驅動α旋轉座503，為提供合適的旋轉速度及扭矩，伺服電機的輸出先經過減速機，再由減速機傳遞至α旋轉座503。

伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，並能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。直角行星減速機具有體積小、傳動效率高、減速範圍廣、精度高等優點，被廣泛應用於伺服、步進等傳動系統中，其作用是可在傳動系統中，在保證精密傳動的前提下，降低轉速、增大扭矩和降低負載的轉動慣量比。

伺服電機的輸出軸連接直角行星減速機的輸入軸，經直角行星減速機的輸出軸傳輸至被驅動機構上，可實現被驅動機構的精確運動的控制。在第四驅動機構501和第五驅動機構601中運用伺服電機和行星減速機，可實現α旋轉座503和β旋轉座的均勻精確旋轉，更加方便檢測相機11全視角範圍內拍攝。且直角行星減速機可提高本申請實施例中全視角檢測裝置的空間利用率。

支架1一般包括立柱和橫梁，立柱支撐連接橫梁，立柱具有支撐和方便安裝使用的作用，橫梁用於承載安裝其他構件，如本申請實施例中，橫梁用於固定第一絲槓模組201和直線導軌203。本申請實施例中支架1採用兩個大理石龍門架，一般的，所述兩個大理石龍門架相互平行，大理石龍門架提供檢驗充分的空間，且大理石材料確保支架的穩定性和抗震性，減少檢測過程中相機的抖動，提高檢驗的準確性。

本申請實施例中提供的全視角檢測裝置，可用於液晶顯示屏長邊和短邊方向的缺陷檢驗，β旋轉座帶動檢測相機11進行運動拍攝。在檢驗的過程中，保證檢測相機11的光軸12(為便於描述將檢測相機11的拍攝中軸線所在直線叫做光軸)對準液晶顯示屏，在進行長邊缺陷檢測時，光軸12運動所在平面與液晶屏長邊垂直時為長邊斜視檢測，在進行短邊缺陷檢測時，光軸12運動所在平面與液晶屏短邊垂直時為短邊斜視檢測，檢測時光軸12與液晶顯示屏法線夾角在0-±75°的整個範圍內運動。通過調整x軸運動組件2、y軸運動組件3、z軸運動組件4、α旋轉組件5和β旋轉組件6的參數實現檢測相機11圓弧運動的圓心、半徑和運動範圍的調整，達到對不同尺寸液晶顯示屏的全視角檢驗，且具有較高的穩定性和準確性，實現檢測相機11連續的拍照檢驗，提高檢測效率。

本申請實施例中提供的全視角檢測裝置，在檢驗的過程中可保證光軸12的對準液晶顯示屏的某一點不變，如液晶顯示屏的中心點，進行整個視角拍攝是為了找出在那個不確定的特定角度下可見的缺陷，在每個位置拍攝的圖都可能是檢測缺陷的圖像。本申請實施例中提供的全視角檢測裝置，可快速調整檢測相機11的物距，實現對不同尺寸的液晶屏進行全視角範圍內檢驗，同時還能保證成像質量。

以液晶顯示屏的長邊平行於直線導軌203放置為例進行長邊斜視檢測和短邊斜視檢測說明，長邊斜視檢測：以y軸運動組件3、z軸運動組件4和α旋轉組件5三軸聯動，實現檢測相機11的光軸12垂直於液晶顯示屏的長邊，以固定的物距，以及以液晶顯示屏的中心為圓心做一個圓弧運動，進行長邊檢測拍攝；短邊斜視檢測：以x軸運動組件3、z軸運動組件4和β旋轉組件6三軸聯動，實現檢測相機11的光軸12垂直於液晶顯示屏的短邊，以固定的物距，以及以液晶顯示屏的中心為圓心做一個圓弧運動，進行短邊檢測拍攝。

本申請實施例中，β旋轉座包括第一連杆602、第二連杆603、主動臂604、第一從動臂605和第二從動臂606。第一連杆602和第二連杆603相互平行，第一連杆602、第二連杆603、第一從動臂605和第二從動臂606組成平行四邊形，且第一連杆602、第二連杆603、第一從動臂605和第二從動臂606相互之間活動連接；第一連杆602固定連接α旋轉座503；第五驅動機構601驅動連接主動臂604，且主動臂604的一端固定連接第一連杆602，主動臂604的另一端活動連接第二連杆603。

第一連杆602、第二連杆603、第一從動臂605和第二從動臂606組成平行四邊形連杆機構，利用平行四邊形的不穩定性，當第五驅動機構601驅動主動臂604旋轉時候，實現第一從動臂605、第二從動臂606和主動臂604運動的協調統一。將檢測相機11固定在第一從動臂605和第二從動臂606上，在檢測過程中，通過控制主動臂604的旋轉控制檢測相機11的光軸12的方向。本申請提供的全視角檢測裝置安裝數量可根據實際需求進行選擇，綜合考慮液晶顯示屏的檢驗效率，本申請提供的全視角檢測裝置可安裝2-4個檢測相機。

進一步優化技術方案，本申請提供的全視角檢測裝置中，β旋轉座還包括第三從動臂607和第四從動臂608，第一從動臂605、第二從動臂606、第三從動臂607和第四從動臂608的中心軸線相互平行且位於同一平面內。第三從動臂607和第四從動臂608也用於安裝檢測相機11。可選的，在第一從動臂605、第二從動臂606、第三從動臂607和第四從動臂608上均設置相機安裝座，相機安裝座用於檢測相機11的安裝固定，且相機安裝座可進行檢測相機11安裝狀態的調整，第一從動臂605、第二從動臂606、第三從動臂607和第四從動臂608的相機安裝座分別設置在相應的位置上，實現其上檢測相機11狀態的統一，即在任意時刻檢測相機11的光軸12與液晶顯示屏的夾角相同，且光軸12與液晶顯示屏的交點相同。

本申請實施例中提供的全視角檢測裝置還包括第一轉接板7、第二轉接板8和第三轉接板9；所述第一轉接板7的一端固定連接所述第一絲槓模組201的滑塊，所述第一轉接板7的另一端固定連接所述第二絲槓模組301；所述第二轉接板8的一端固定連接所述第二絲槓模組301的滑塊，所述第二轉接板8的另一端固定連接所述第三絲槓模組401；所述第三轉接板9的一端固定連接所述直線導軌203的滑塊，所述第三轉接板9的另一端固定連接所述第二絲槓模組301。第一轉接板7、第二轉接板8和第三轉接板9均具有支撐連接的作用，有利於提高第二絲槓模組301和第三絲槓模組401運動的平穩性。

可選的，相機安裝座上設置卡箍，卡箍的中心軸線均平行與主動臂604的中心軸線，如此保證檢測相機11的光軸12與主動臂604的中心軸線平行，便於檢測相機11的定位，方便檢驗過程的控制。4個相機一一對應的設置在第一從動臂605、第二從動臂606、第三從動臂607和第四從動臂608上，當進行長邊缺陷或短邊缺陷檢驗時，第五驅動機構601驅動旋轉時候，四根從動臂帶動檢測相機以相同的速度旋轉，且使四個相機在任一時刻都與液晶顯示屏成相同的夾角。

主動臂604與第二連杆603之間通過軸連接，並通過軸承保證旋轉副的低摩擦與運動精度；第一從動臂605和第二從動臂606、第三從動臂607和第四從動臂608與第一連杆602和第二連杆603分別通過軸連接，並通過軸承保證旋轉副的低摩擦與運動精度。可選，滾動軸承。選用軸承連接，可提高主動臂604、第一從動臂605和第二從動臂606、第三從動臂607和第四從動臂608運動的靈活性，提高檢測相機11角度旋轉的靈活度。

為更方便本申請提供的全視角檢測裝置的使用，所述裝置還包括顯示屏載具10，顯示屏載具10上設置顯示屏限位槽101，顯示屏限位槽101的承載面垂直於第三絲槓模組401的中軸線。顯示屏限位槽101用於檢驗時候盛放液晶顯示屏，顯示屏載具10通過顯示屏限位槽101盛放液晶顯示屏。顯示屏限位槽101的承載面垂直於第三絲槓模組401的中軸線時，更加方便全視角檢驗的進行，減少液晶顯示屏檢驗過程中檢測設備的調整，提高檢驗效率。

基於上述全視角檢測裝置，本申請還提供了一種全視角檢測系統，包括檢測相機11和全視角檢測裝置，所述全視角檢測裝置為上述實施例中的全視角檢測裝置，檢測相機11設置在所述全視角檢測裝置的β旋轉座上。檢測相機11的使用與安裝參見上述內容，在此不再贅述。

本說明書中各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。尤其，對於……實施例而言，由於其基本相似於方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例中的說明即可。以上所述的本發明實施方式並不構成對本發明保護範圍的限定。