一种液晶天线面板快速检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种液晶天线面板快速检测装置，包括六大系统：光源发生系统、光路调控系统、检测样品固定系统、偏光膜拆装及运动控制系统、光学信号收集转换系统和待测液晶天线面板。本发明专利技术通过采用设计光源元器件阵列且每个光源元器件可根据检测需要独立开关，通过调整光源的出射光角度以及出射光偏振状态等参数，实现了不同出射光角度的检测和更为精细全面的液晶产品光学检测。装置采用光电信号探测器和图像的图像采集摄像头(CCD)联用，可以精确分类获取检测结果，且具备自动在线检测模式，检测速度快。本发明专利技术有效提高了待测液晶天线面板检测的辨识度，大大增加了液晶天线面板在生产制造中产品不良检测的种类和检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种液晶天线面板快速检测装置
本专利技术涉及天线技术和液晶面板领域，具体是一种液晶天线面板快速检测装置。
技术介绍
随着物联网、5G和卫星通信服务等无线互联的迫切需求及其技术的快速发展，引发对天线功能强化、数量规模和成本降低的需求更加迫切，为此电子扫描(ESA)相控阵天线应运而生，相比于传统的机械操纵天线，电子扫描(ESA)相控阵天线具有响应快、体积紧凑、易于运营维护等显著优势。电子扫描(ESA)相控阵天线的主要实现方式包括基于微机电系统(MEMS)技术、基于半导体集成微波电路(MMIC)芯片技术和基于可连续调谐电介质材料器件技术。可连续调谐电介质材料包括钛酸锶钡(BST)材料和射频领域的液晶(LC)材料。其中液晶(LC)材料是具有介电损耗低且继续优化空间大、灵活度高的新型各向异性材料，可应用于毫米波及高频微波天线产品。在实际应用时，通过对液晶(LC)天线面板施加较低低频偏置电压实现天线功能的可调谐性。在产品成本方面的考虑，一方面，液晶天线面板可以在成熟液晶显示(LCD)面板生产制造产线基础上，仅仅通过微小的设备及工艺改造投入成本，便能够大规模生产液晶天线面板。另一方面，液晶天线面板相比于LCD面板而言，其面板产品结构更为简化、单元密度更低和单元布线尺寸更大，因此理论上液晶天线面板的生产制造难度更低，具有更大的产品良率空间。基于上述分析，液晶天线是一款技术先进且性价比更高的相控阵天线技术方案，应用潜力巨大。尽管基于液晶面板技术的电子扫描(ESA)相控阵天线具有众多显著的优势，但是作为一项新兴技术方案，其在制造工艺方面同样面临着新的挑战，尤其是在液晶天线面板量产产品检测方面，传统的LCD面板产品光学检测方式并不能够完全检出液晶天线面板产品的不良。
技术实现思路
为了克服现有技术的欠缺和不足，本专利技术提出一种液晶天线面板快速检测装置，实现液晶天线面板产品生产制造过程中的不良品高效检测及识别，为生产制造提供了一种成本低廉且功能可靠的光学快速检测设备。本专利技术所述的一种液晶天线面板快速检测装置，包括六大系统(或模块)：光源发生系统、光路调控系统、检测样品(如液晶天线面板)固定系统、偏光膜拆装及运动控制系统、光学信号收集转换系统和待测液晶天线面板。具体而言,光源发生系统由光源元器件构成阵列矩阵平面光源,以8乘9总数为72个液晶天线单元构成的液晶天线相控阵面板为例,需要72个光源元器件,单元间距为5至10mm，光源元器件采用白光LED灯芯,每个灯芯可以独立拆装和电子开关控制。72个光源元器件白光LED灯芯与示例样品的液晶天线面板所含的72个液晶天线单元保持上下位置关系一一对应。阵列矩阵平面光源表面上设置光学扩散膜(板)，形成设计面积区域内的均匀面光源。本示例样品的所需要的光学扩散膜(板)尺寸为130mm*130mm。光学扩散膜(板)上方设置出射光偏振状态调控膜片并与光学扩散膜(板)保持微小间距(um级)以便偏振状态调控膜片作平面内转动实现不同偏振方向的出射光。每个光源元器件LED灯芯下方设置微型马达实现光源出射光的角度控制。具体而言,光路调控系统采用定制的光学材料膜片或微小器件(例如光纤材料膜片、位相膜片或光栅薄膜器件等)，对出射光在其传播路径上进行相位等参数调控，实现出射光不同的衍射或干涉图案。光路调控系统作为本专利技术装置的选配系统，仅作为对液晶天线面板光学检测作更精细的检测附加模块，考虑到检测速度及成本，可以选择不使用。具体而言，检测样品固定系统由镂空固定治具和样品电学接口组成。固定金属治具设计成镂空方式是为了让光线通过所要检测的样品，因此镂空的具体设计图案与检测样品结构相关。本专利技术示例的镂空方式为居中镂空，镂空尺寸为120mm*120mm。样品电学接口采用LVDS接口，一端与检测样品液晶天线面板产品FPC输入接口，另一端接入驱动PCB板特定输出接口。通过加载所需驱动信号控制每个液晶天线单元的液晶取向状态，完成此时的光学检测。本专利技术示例的液晶天线面板产品，需要的驱动信号电压峰值为15伏特。具体而言，光学信号收集转换系统由用于读取光学参数的光电信号探测器、用于采集样品单元图像的图像采集摄像头(CCD)和用于数据或图像分析的计算机终端三者组成。前二者构造成一体，并能够根据检测需要进行位置移动，移动至所检测液晶天线面板中不同天线单元时，所在位置单元下方所对应的每个单独的光源元器件的开关状态根据检测菜单进行变化。与此同时，该天线单元加电驱动状态也同步变化，实现对样品的快速自动检测。光电信号探测器类似于探头，尺寸为直径5至20mm，能够实时测试所检测样品各个单元透过的光强、亮度、偏振状态和色度等光学参数，并自动保存到本地数据存储空间或上传到服务器。图像采集摄像头(CCD)根据系统预先设定的检测图像采集规则进行单元图像抓取。检测图像采集规则的设定主要从两个方面考虑,一方面是依据所测样品单元的光学参数如亮度值,按照产品的设计值加上偏差标准进行设定,另一方面是依据所检测样品单元的形貌照片,按照产品的设计图案加上可允许异常形貌进行设定。检测过程中对所测样品单元偏离预先设定的图像采集规则的异常点进行图像获取并保存。上述内容是对本专利技术所提出的液晶天线面板快速检测装置的批量产品自动在线检测模式。此外，在一些实施例中，本专利技术的装置同样可以对研发阶段小数量样机产品进行人工离线检测模式。具体而言，人工离线检测模式下，检测人员可以随时且具有更大自由度来调整出射光光学参数和出射光角度来观察和测试所检测液晶天线面板各单元的详细品质情况，根据检测情况作出补充检测记录。本专利技术阐述的人工离线检测模式十分适合新产品的研发阶段样品检测。检测装置对液晶天线面板进行快速检测作业的操作主要包括以下步骤：步骤1：系统预热。在检测作业开始前提前打开各个系统(模块)的启动电源，自检正常后待机约15分钟。步骤2：选择检测作业模式。若是样品数量众多或用于量产产线检测时，选择自动在线检测模式。若样品数量不多或早期研发产品需要详细检测确认，选择人工离线检测模式。步骤3：放置样品并接通样品供电接口。步骤4：执行检测作业。自动在线检测模式下，根据检测样品的检测项目选择预先设置的检测菜单，自动完成检测，单个液晶天线面板产品的完成检测所需时间与产品的尺寸及规格有关，以本专利技术示例尺寸120mm*120mm和72单元总数为例，约为3分钟。检测项目包括光学参数如光强、亮度、偏振状态和色度等，以及检测样品内部单元的图案形貌。检测菜单包括设置光源元器件工作参数如开启数量、开启顺序和出射光角度，出射光偏振状态，偏光膜拆装及运动控制系统参数如偏光膜旋转角度，以及检测重复次数。自动在线检测模式在检测的同时，产生的数据和图像会自动保存并上传。人工离线检测模式下，检测样品的检测项目和所需检测菜单可以根据检测人员需要进行随时设置，在检测所需的数据和图像之外，检测人员可以现场对某些单元观测其他检测情况如液晶取向异常、低亮度闪烁等，并进行判本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液晶天线面板快速检测装置，其特征在于，包括：/n光源发生系统、光路调控系统、检测样品固定系统、偏光膜拆装及运动控制系统、光学信号收集转换系统和待测液晶天线面板；其中，/n所述光源发生系统、光路调控系统、检测样品固定系统、偏光膜拆装及运动控制系统、光学信号收集转换系统，从下到上依次安装在所述液晶天线面板快速检测装置的固定架上；所述待测液晶天线面板固定在所述检测样品固定系统中。/n

【技术特征摘要】
1.一种液晶天线面板快速检测装置，其特征在于，包括：
光源发生系统、光路调控系统、检测样品固定系统、偏光膜拆装及运动控制系统、光学信号收集转换系统和待测液晶天线面板；其中，
所述光源发生系统、光路调控系统、检测样品固定系统、偏光膜拆装及运动控制系统、光学信号收集转换系统，从下到上依次安装在所述液晶天线面板快速检测装置的固定架上；所述待测液晶天线面板固定在所述检测样品固定系统中。


2.根据权利要求1所述一种液晶天线面板快速检测装置，其特征在于，
所述光源发生系统包括平面光源阵列、光源出射光角度控制微型马达或传动轴、和出射光偏振状态调控膜片；所述平面光源阵列包括多个光源元器件且每个单独的光源元器件可独立开关控制；所述光源出射光角度控制微型马达或传动轴，位于所述光源元器件底部并与其固定形成构造体，通过控制微型马达的转动，实现光源出射光的不同角度，用以检测液晶天线面板的各个天线单元边缘区域或者部件；所述出射光偏振状态调控膜片固定在所述平面光源阵列正上方，用以检测天线单元区域的液晶偏光状态。


3.根据权利要求1和2所述一种液晶天线面板快速检测装置，其特征在于，
所述光路调控系统包括光纤材料、光路衍射或干涉光栅、以及光聚焦镜片，所述光栅根据所需要检测的样品的规格来调整光的所需相位，从而实现衍射或干涉图案。


4.根据权利要求1至3任一项所述一种液晶天线面板快速检测装置，其特征在于，
所述检测样品固定系统包括用于固定所测样品的金属条钳口、用于给检测样品供电的电路接口；所述电路接口的一端与所测样品电学连接，另一端与驱动信号发生器电学连接，通过输入驱动信号给所需要的样品内部单元施加电信号。


5.根据权利要求1至4任一项所述一种液晶天线面板快速检测装置，其特征在于，
所述偏光膜拆装及运动控制系统包括偏光膜，所述偏光膜槽式固定，并设置压力式固定贴片，所述贴片与偏光膜的四周侧边紧密贴合，所述偏光膜的运动控制采用手动或电动自动化控制进行平面内360°转动，用以实现对液晶天线面板各单元光学状态的检测。


6.根据权利要求1至5任一项所述一种液晶天线面板快速检测装置，其特征在于，
所述光学信号收集转换系统包括光电信号探测器、图像采集摄像头以及图像或数据对比分析计算机终端；所述光电信号探测器采集光强、亮度、偏振状态和色度；所述图像采集摄像头用于在检测过程中根据需要进行图像抓取，并将抓取的图像进行分类保存；所述光电信号探测器与图像采集摄像头...

【专利技术属性】
技术研发人员：修威，徐琦，田海燕，杨光，
申请(专利权)人：北京华镁钛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11